元表

正如其名，元表也是表。不過，將元表與表相關(guān)聯(lián)后，我們就可以通過設(shè)置元表的鍵和相關(guān)方法來改變表的行為。元方法的功能十分強(qiáng)大，使用元方法可以實現(xiàn)很多的功能，比如：

• 修改表的操作符功能或為操作符添加新功能（譯注：如果您學(xué)過 C++ 之類的面向?qū)ο蟮恼Z言，應(yīng)該比較好理解，其實它實現(xiàn)的是操作的重載）。
• 使用元表中的 __index 方法，我們可以實現(xiàn)在表中查找鍵不存在時轉(zhuǎn)而在元表中查找鍵值的功能。

Lua 提供了兩個十分重要的用來處理元表的方法，如下：

• setmetatable(table,metatable):此方法用于為一個表設(shè)置元表。
• getmetatable(table)：此方法用于獲取表的元表對象。

首先，讓我們看一下如何將一個表設(shè)置為另一個表的元表。示例如下：

mytable = {}
mymetatable = {}
setmetatable(mytable,mymetatable)

上面的代碼可以簡寫成如下的一行代碼：

mytable = setmetatable({},{})

__index

下面的例子中，我們實現(xiàn)了在表中查找鍵不存在時轉(zhuǎn)而在元表中查找該鍵的功能：

mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, {
  __index = function(mytable, key)
    if key == "key2" then
      return "metatablevalue"
    else
      return mytable[key]
    end
  end
})

print(mytable.key1,mytable.key2)

運行上面的程序，我們可以得到如下的輸出結(jié)果：

value1  metatablevalue

接下來逐步解釋上面例子運行的過程：

• 表 mytable 為 {key = "values1"}
• 為 mytable 設(shè)置了一個元表，該元表的鍵 __index 存儲了一個函數(shù)，我們稱這個函數(shù)為元方法。
• 這個元方法的工作也十分簡單。它僅查找索引 “key2”,如果找到該索引值，則返回 "metatablevalue",否則返回 mytable 中索引對應(yīng)的值。

上面的程序同樣可以簡化成如下的形式：

mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, { __index = { key2 = "metatablevalue" } })
print(mytable.key1,mytable.key2)

__newindex

為元表添加 newindex 后，當(dāng)訪問的鍵在表中不存在時，此時添加新鍵值對的行為將由此元方法（newindex）定義。下面的例子中，如果訪問的索引在表中不存在則在元表中新加該索引值（注意，是添加在另外一個表 mymetatable 中而非在原表 mytable 中。），具體代碼如下(譯注：請注意此處 __newindex 的值并非一個方法而是一個表。)：

mymetatable = {}
mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, { __newindex = mymetatable })

print(mytable.key1)

mytable.newkey = "new value 2"
print(mytable.newkey,mymetatable.newkey)

mytable.key1 = "new  value 1"
print(mytable.key1,mymetatable.newkey1)

執(zhí)行上面的程序，我們可以得到如下的輸出結(jié)果：

value1
nil new value 2
new  value 1    nil

可以看出，在上面的程序中，如果鍵存在于主表中，只會簡單更新相應(yīng)的鍵值。而如果鍵不在表中時，會在另外的表 mymetatable 中添加該鍵值對。
在接下來這個例子中，我們用 rawset 函數(shù)在相同的表（主表）中更新鍵值，而不再是將新的鍵添加到另外的表中。代碼如下所示：

mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, {
  __newindex = function(mytable, key, value)
        rawset(mytable, key, "\""..value.."\"")

  end
})

mytable.key1 = "new value"
mytable.key2 = 4

print(mytable.key1,mytable.key2)

執(zhí)行上面的程序，我們可以得到如下的輸出結(jié)果：

new value   "4"

rawset 函數(shù)設(shè)置值時不會使用元表中的 newindex 元方法。同樣的，Lua 中也存的一個 rawget 方法，該方法訪問表中鍵值時也不會調(diào)用 index 的元方法。

為表添加操作符行為

使用 + 操作符完成兩個表組合的方法如下所示（譯注：可以看出重載的意思了）：

mytable = setmetatable({ 1, 2, 3 }, {
  __add = function(mytable, newtable)
    for i = 1, table.maxn(newtable) do
      table.insert(mytable, table.maxn(mytable)+1,newtable[i])
    end
    return mytable
  end
})

secondtable = {4,5,6}

mytable = mytable + secondtable
for k,v in ipairs(mytable) do
print(k,v)
end

執(zhí)行上面的的程序，我們可以得到如下的輸出結(jié)果：

1   1
2   2
3   3
4   4
5   5
6   6

元表中 __add 鍵用于修改加法操作符的行為。其它操作對應(yīng)的元表中的鍵值如下表所示。

__call

使用 __call 可以使表具有像函數(shù)一樣可調(diào)用的特性。下面的例子中涉及兩個表，主表 mytable 和 傳入的實參表結(jié)構(gòu) newtable，程序完成兩個表中值的求和。

mytable = setmetatable({10}, {
  __call = function(mytable, newtable)
    sum = 0
    for i = 1, table.maxn(mytable) do
        sum = sum + mytable[i]
    end
    for i = 1, table.maxn(newtable) do
        sum = sum + newtable[i]
    end
    return sum
  end
})
newtable = {10,20,30}
print(mytable(newtable))

運行上面的代碼，我們可以得到如下的輸出結(jié)果：

70

__tostring

要改變 print 語句的行為，我們需要用到 __tostring 元方法。下面是一個簡單的例子：

mytable = setmetatable({ 10, 20, 30 }, {
  __tostring = function(mytable)
    sum = 0
    for k, v in pairs(mytable) do
        sum = sum + v
    end
    return "The sum of values in the table is " .. sum
  end
})
print(mytable)

運行上面的代碼，我們可以得到如下的輸出結(jié)果：

The sum of values in the table is 60

如果你完全掌握了元表的用法，你就可以實現(xiàn)很多看上面很復(fù)雜的操作。如果不使用元表，就不僅僅是看上去很復(fù)雜了，而是真的非常復(fù)雜。所以，多做一些使用元表的練習(xí)，并熟練掌握所有元表的可選項，這會讓你受益匪淺。