Lua 元表、元方法

每一个类型都有一个元表。

table 和 userdata 可以有各自独立的元表

其他类型的值则共享其类型所属的单一元表

表(table)是 Lua 中非常重要的基本数据类型，实现其他的一些编程技术概念的基础，如模块、包、类。通过语言提供的元表和元方法可以更改表的表现行为。

元方法

元方法	简单描述
__metatable	调用 setmetatable、getmetatable方法的时候会用到这个字段
__index	当表中的索引不存在时，查找元表中是否设置了这个元方法
__newindex	同上
__add	+
__sub	-
__mul	*
__div	/
__unm	-(相反数)
__mod	%
__pow	^
__concat	.. 连接操作符
__eq	等于
__lt	小于
__gt	大于
__metatable	保护作用
__tostring	字符串化

总的来说，在程序中通过元方法，可以： - 更改算符运算符、关系运算符作用于表时的行为 - 更改对表中的元素的访问行为，简单说是重载了，[] ,[]= 运算符

这两个特性在C++特性中看起来是运算符的重载。与C++相比，Lua本身没有面向对象的支持，但是使用元方法，可以实现其中的继承，还可以实现其他的功能、如返回具有默认值的table、跟踪table访问、只读的table

继承

从原型窗口继承所有不存在的字段

Window = {}   -- 名字空间

Window.prototype = {x = 0,y = 0,width = 300,height = 400}

Window.mt = {}

function Window.new(o)
    -- body
    setmetatable(o, Window.mt)
    return o
end


Window.mt.__index = function(tabel,key)
    print(key)
    return Window.prototype[key]
end

w = Window.new{10,20}
print(w.height)
``

返回具有默认值的table

当访问Lua表中不存在的一个元素的时候默认的返回的是nil,如果不想返回nil,则可以利用使用__index 元方法更改返回值。可以使用下面几种方式

方式一 : 为每一个需要默认值的表创建一个新的元表

function set_default(t,default)
    --todo
    local mt = {
        __index = function()
            return default
        end
    }
    setmetatable(t, mt)
end

tab = {x = 1,y = 2}

print(tab.x,tab.y)
set_default(tab,0)
print(tab.x,tab.y,tab.z)

方式二 : 使用同一个元表，默认值在每个表的各自内部 当有很多表需要默认值的时候，方法一会创建大量的元表，降低效率，下面这种方法更合适。所有通过新元表解决方案都会有这个问题

local mt = {
    __index = function(t,key)
        return t.___
    end
}
function set_default(t,default)
    t.___ = default
    setmetatable(t, mt)
end

tab = {x = 1,y = 2}

print(tab.x,tab.y)
set_default(tab,0)
print(tab.x,tab.y,tab.z)

防止索引冲突，可以改进为如下

local key = {} ---- 防止索引冲突
local mt = {
    __index = function(t)
        return t[key]
    end
}
function set_default(t,default)
    t[key] = default
    setmetatable(t, mt)
end

跟踪table访问

function proxy(t)
    --todo

    local  _t = t
    local _mt = {
        __index = function(t,k)
            print('access to element'..tostring(k))
            return _t[k]
        end,
        __newindex = function(t,k,v)
            print("update  element "..tostring(k).."to"..tostring(v))
            _t[k] = v
        end
    }

    setmetatable(t, _mt)
    t = {}
    return t
end

t = proxy{}
t.k = 111
print(t.k)

可以改进如下：

local index = {} -- 防止key 冲突
local _mt = {
    __index = function(t,k)
        print('access to element '..tostring(k))
        return t[index][k]
    end,
    __newindex = function(t,k,v)
        print("update  element "..tostring(k).." to "..tostring(v))
        t[index][k] = v
    end
}

function proxy(t)
    --todo
    local  proxy = {}
    proxy[index] = t
    setmetatable(proxy, _mt)
    -- t = proxy -- 方便 t = proxy(t),proxy(t)两种形式的调用 --- error  已经是局部变量t,和外围t不是一回事，受到名字的影响
    return proxy
end

只读的table

function make_read_only_table(t) 
    local read_only = {} -- 重要的一步
    local mt = {
        __index = t,
        __newindex = function (t,k,v)
            error("attemp to update a read-only table")
        end
    }
    setmetatable(read_only, mt)
    return read_only
end

a = 'test'

t = make_read_only_table{13,4,6,name='webapp',temp=a}

a = 'dd'
print(t.temp)

t.temp = 1111

方案二

local index = {} -- 防止key 冲突
local _mt = {
    __index = function(t,k)
        print('access to element '..tostring(k))
        return t[index][k]
    end,
    __newindex = function(t,k,v)
        error("attemp to update a read-only table")
    end
}

function make_read_only_table(t) 
    local read_only = {}
    read_only[index] = t
    setmetatable(read_only, _mt)
    return read_only
end

a = 'test'

t = make_read_only_table{13,4,6,name='webapp',temp=a}

a = 'dd'
print(t.temp)

-- t.temp = 1111