Lua中的元表和元方法_语言综合

概述Lua中的元表和元方法 Lua中每个值都可具有元表。元表是普通的Lua表，定义了原始值在某些特定 *** 作下的行为。你可通过在值的原表中设置特定的字段来改变作用于该值的 *** 作的某些行为特征。例如，当数字值作为加法的 *** 作数时，Lua检查其元表中的"__add"字段是否有个函数。如果有，Lua调用它执行加法。我们称元表中的键为事件（event），称值为元方法（metamethod）。前述例子中的事件是"a Lua中的元表和元方法

Lua中每个值都可具有元表。元表是普通的Lua表，定义了原始值在某些特定 *** 作下的行为。你可通过在值的原表中设置特定的字段来改变作用于该值的 *** 作的某些行为特征。例如，当数字值作为加法的 *** 作数时，Lua检查其元表中的"__add"字段是否有个函数。如果有，Lua调用它执行加法。

我们称元表中的键为事件（event），称值为元方法（Metamethod）。前述例子中的事件是"add"，元方法是执行加法的函数。

可通过函数getMetatable查询任何值的元表。

可通过函数setMetatable替换表的元表。不能从Lua中改变其他类型的元表（除了使用调试库）；必须使用C API才能做到。

表和完整的用户数据具有独立的元表（尽管多个表和用户数据可共享元表）；每种其他类型的所有值共享一个元表。所以，所有数字共享一个元表，字符串也是，等等。

元表可以控制对象的数学运算、顺序比较、连接、取长、和索引 *** 作的行为。元表也能定义用户数据被垃圾收集时调用的函数。Lua给这些 *** 作的每一个都关联了称为事件的特定键。当Lua对某值执行其中一个 *** 作时，检查该值是否含有元表以及相应的事件。如果有，与该键关联的值（元方法）控制Lua如何完成 *** 作。

元表控制后面列举的 *** 作。每个 *** 作由相应的名字标识。每个 *** 作的键是由其名字前缀两个下划线“__”的字符串；例如， *** 作“加（add）”的键是字符串"__add"。这些 *** 作的语义通过一个Lua函数描述解释器如何执行 *** 作作了更好的说明。

下面显示的Lua代码只是说明性的；真实的行为被硬编码到解释器中，并且比这里的模拟更加高效。这些描述中的所有函数（rawget、tonumber等等。）在§5.1中描述。特别一提，要获取给定对象的元方法，我们使用表达式

Metatable(obj)[event]

它应被解读为

rawget(getMetatable(obj) or {},event)

就是说，访问一个元方法不会调用其他元方法，而且访问没有元表的对象不会失败（只是结果为nil）。

"add": + *** 作。
下面的getbinhandler函数定义Lua如何选择二元 *** 作的处理程序。首先尝试第一 *** 作数，如果它的类型没有定义该 *** 作的处理程序，则尝试第二 *** 作数。

function getbinhandler (op1,op2,event)
return Metatable(op1)[event] or Metatable(op2)[event]
end

通过应用该函数，op1 + op2的行为是

function add_event (op1,op2)
local o1,o2 = tonumber(op1),tonumber(op2)
if o1 and o2 then -- 两 *** 作数都是数字
  return o1 + o2   -- ‘+’此处是‘add’的原语
else -- 至少一个 *** 作数不是数字
  local h = getbinhandler(op1,"__add")
  if h then    -- 用两个 *** 作数调用处理程序
   return (h(op1,op2))
  else -- 没有可用的处理程序：缺省行为
   error(...)
  end
end
end

"sub": - *** 作。行为类似于“add” *** 作。
"mul": * *** 作。行为类似于“add” *** 作。
"div": / *** 作。行为类似于“add” *** 作。
"mod": % *** 作。行为类似于“add” *** 作。以o1 - floor(o1/o2)*o2为 *** 作原语。
"pow": ^ （取幂） *** 作。行为类似于“add” *** 作，以函数pow（来自C数学库）为 *** 作原语。
"unm": 一元- *** 作。
function unm_event (op)
local o = tonumber(op)
if o then -- *** 作数是数字？
  return -o -- ‘-’此处是‘unm’的原语
else -- *** 作数不是数字
-- 尝试由 *** 作数取得处理程序。
  local h = Metatable(op).__unm
  if h then-- 用 *** 作数调用处理程序
   return (h(op))
  else -- 没有可用的处理程序：缺省行为
   error(...)
  end
end
end

"concat": .. （连接） *** 作。
function concat_event (op1,255); Font-family:CourIEr"> if (type(op1) == "string" or type(op1) == "number") and
(type(op2) == "string" or type(op2) == "number") then
  return op1 .. op2 -- 字符串连接原语
else

  if h then
  else
   error(...)
end

"len": # *** 作。
function len_event (op)
if type(op) == "string" then
  return strlen(op) -- 取字符串长度原语
elseif type(op) == "table" then
  return #op -- 取表长度原语
  local h = Metatable(op).__len
  if h then    -- 用 *** 作数调用处理程序
   return (h(op))
   error(...)
end   nd

"eq": == *** 作。函数getcomphandler定义Lua如何选择比较 *** 作符的元方法。只有待比较的两个对象类型和选定 *** 作对应的元方法都相同，才会选择该元方法。
function getcomphandler (op1,event)
if type(op1) ~= type(op2) then return nil end
local mm1 = Metatable(op1)[event]
local mm2 = Metatable(op2)[event]
if mm1 == mm2 then
  return mm1
else
  return nil
end
"eq"事件定义如下：
function eq_event (op1,op2)
if type(op1) ~= type(op2) then -- 类型不同？
  return false   -- 对象不同
end
if op1 == op2 then   -- 相等原语？
  return true   -- 对象相同
end       -- 尝试元方法
local h = getcomphandler(op1,"__eq")
if h then
  return (h(op1,op2))
  return false
end
a ~= b等价于not (a == b)。

"lt": < *** 作。
function lt_event (op1,255); Font-family:CourIEr"> if type(op1) == "number" and type(op2) == "number" then
  return op1 < op2   -- 数字比较
elseif type(op1) == "string" and type(op2) == "string" then
  return op1 < op2   -- 词典顺序比较
  local h = getcomphandler(op1,"__lt")
   error(...);
end
end
a > b等价于b < a。

"le": <= *** 作。
function le_event (op1,255); Font-family:CourIEr">  return op1 <= op2   -- 数字比较
  return op1 <= op2   -- 词典顺序比较

   h = getcomphandler(op1,"__lt")
   if h then
    return not h(op2,op1)
   else
    error(...);
   end
end
a >= b等价于 b <= a。注意，假定a <= b等价于not (b < a)，那么当没有“le”元方法时，Lua尝试“lt”。

"index": 索引访问table[key]。
function gettable_event (table,key)
local h
if type(table) == "table" then
  local v = rawget(table,key)
  if v ~= nil then
   return v
  end
  h = Metatable(table).__index
  if h == nil then
   return nil
  if h == nil then
if type(h) == "function" then
  return (h(table,key))     -- 调用处理程序
  return h[key]    -- 对它重复上述 *** 作

"newindex": 索引赋值table[key] = value。
function settable_event (table,key,value)
   rawset(table,value);
   return
  h = Metatable(table).__newindex
  return
  h(table,value)    -- 调用处理程序
  h[key] = value      -- 对它重复上述 *** 作

"call": 当Lua调用值时被调用。
function function_event (func,...)
if type(func) == "function" then
  return func(...)   -- 调用原语
  local h = Metatable(func).__call
   return h(func,...)
nd