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Lua教程(九):元表与元方法详解

时间:2018-07-27 13:27来源:网络整理 作者:51自学网
Lua中提供的元表是用于帮助Lua数据变量完成某些非预定义功能的个性化行为,如两个table的相加。假设a和b都是table,通过元表可以定义如何计算表达式a+b。当Lua试图将两个table相加时,

Lua中提供的元表是用于帮助Lua数据变量完成某些非预定义功能的个性化行为,如两个table的相加。假设a和b都是table,通过元表可以定义如何计算表达式a+b。当Lua试图将两个table相加时,它会先检查两者之一是否有元表,然后检查该元表中是否存在__add字段,如果有,就调用该字段对应的值。这个值就是所谓的“元方法”,这个函数用于计算table的和。

 Lua中每个值都有一个元表。table和userdata可以有各自独立的元表,而其它数据类型的值则共享其类型所属的单一元表。缺省情况下,table在创建时没有元表,如:
 

复制代码 代码如下:


    t = {}
    print(getmetatable(t))  --输出为nil


    这里我们可以使用setmetatable函数来设置或修改任何table的元表。

复制代码 代码如下:


    t1 = {}
    setmetatable(t,t1)
    assert(getmetatable(t) == t1)


    任何table都可以作为任何值的元表,而一组相关的table也可以共享一个通用的元表,此元表将描述了它们共同的行为。一个table甚至可以作为它自己的元表,用于描述其特有的行为。在Lua代码中,只能设置table的元表,若要设置其它类型值的元表,则必须通过C代码来完成。

    1. 算术类的元方法

    在下面的示例代码中,将用table来表示集合,并且有一些函数用来计算集合的并集和交集等。
 

复制代码 代码如下:


 Set = {}
local metatable = {} --元表

--根据参数列表中的值创建一个新的集合
function Set.new(l)
    local set = {}
    --将所有由该方法创建的集合的元表都指定到metatable
    setmetatable(set,metatable)
    for _, v in ipairs(l) do
        set[v] = true
    end
    return set
end

--取两个集合并集的函数
function Set.union(a,b)
    local res = Set.new{}
    for k in pairs(a) do
        res[k] = true
    end
    for k in pairs(b) do
        res[k] = true
    end
    return res
end

--取两个集合交集的函数
function Set.intersection(a,b)
    local res = Set.new{}
    for k in pairs(a) do
        res[k] = b[k]
    end
    return res
end

function Set.tostring(set)
    local l = {}
    for e in pairs(set) do
        l[#l + 1] = e
    end
    return "{" .. table.concat(l,", ") .. "}";
end

function Set.print(s)
    print(Set.tostring(s))
end

--最后将元方法加入到元表中,这样当两个由Set.new方法创建出来的集合进行
--加运算时,将被重定向到Set.union方法,乘法运算将被重定向到Set.intersection
metatable.__add = Set.union
metatable.__mul = Set.intersection

--下面为测试代码
s1 = Set.new{10,20,30,50}
s2 = Set.new{30,1}
s3 = s1 + s2
Set.print(s3)
Set.print(s3 * s1)

--输出结果为:
--{1, 30, 10, 50, 20}
--{30, 10, 50, 20}
 

 在元表中,每种算术操作符都有对应的字段名,除了上述的__add(加法)和__mul(乘法)外,还有__sub(减法)、__div(除法)、__unm(相反数)、__mod(取模)和__pow(乘幂)。此外,还可以定义__concat字段,用于描述连接操作符的行为。

对于上面的示例代码,我们在算术运算符的两侧均使用了table类型的操作数。那么如果为s1 = s1 + 8,Lua是否还能正常工作呢?答案是肯定的,因为Lua定位元表的步骤为,如果第一个值有元表,且存在__add字段,那么Lua将以这个字段为元方法,否则会再去查看第二个值否是有元表且包含__add字段,如果有则以此字段为元方法。最后,如果两个值均不存在元方法,Lua就引发一个错误。然而对于上例中的Set.union函数,如果执行s1 = s1 + 8将会引发一个错误,因为8不是table对象,不能基于它执行pairs方法调用。为了得到更准确的错误信息,我们需要给Set.union函数做如下的修改,如:

复制代码 代码如下:

(责任编辑:admin)

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