详解Lua中的元表和元方法

2024-03-01 0 618
目录
  • 一、元表
  • 二、元表的设置
    • 1、类型的原始元表
    • 2、设置元表和获取元表
      • 2-1、setmetatable(table, metatable)
      • 2-2、getmetatable(object)
      • 2-3、举个例子
  • 三、元表方法
    • 1、具有的元方法
      • 1-1、算术运算符
      • 1-2、关系运算符
      • 1-3、库相关方法
      • 1-4、表相关方法
    • 2、元方法的搜索
      • 3、举个例子
      • 四、写在最后

        一、元表

        元表可以修改一个值在面对一个未知操作时的行为,Lua 中使用 table 作为元表的承载。

        元表只能给出预先定义的操作集合的行为,比类会更加受限制,不支持继承。

        Lua 每一个值都可以有元表 :

        • 表和用户数据类型都具有各自独立的元表;
        • 其他类型的值则共享对应类型所属的同一个元表;

        二、元表的设置

        1、类型的原始元表

        Lua 中,元表的设置只能针对 table ,其他类型都不能设置。

        table 的初始化元表为 nil ,即没有设置元表,只能通过 setmetatable 进行设置,多个 table 可以共享一个 table 作为元表(当然也可以使用他自己作为自己的元表,因为他自身也是一个 table)

        Lua 只有 string 初始化了元表,而且是针对了所有的字符串,即 string 都是同一个元表。其他的类型为 nil 。

        print(\”表的初始值\”, getmetatable({})) –> 表的初始值 nil
        print(\”整型的初始值\”, getmetatable(10)) –> 整型的初始值 nil
        print(\”浮点型的初始值\”, getmetatable(10.0)) –> 浮点型的初始值 nil
        — 通过打印可以看到两个字符串的元表是同一个
        print(\”字符串的初始值\”, getmetatable(\”江澎涌\”)) –> 字符串的初始值 table: 0x600000b14640
        print(\”字符串的初始值\”, getmetatable(\”jiangpengyong\”)) –> 字符串的初始值 table: 0x600000b14640
        print(\”布尔型的初始值\”, getmetatable(true)) –> 布尔型的初始值 nil
        print(\”nil的初始值\”, getmetatable(nil)) –> nil的初始值 nil
        function sayHello() end
        print(\”函数的初始值\”, getmetatable(sayHello)) –> 函数的初始值 nil

        2、设置元表和获取元表

        2-1、setmetatable(table, metatable)

        给表 table 设置元表 metatable

        参数

        • table:要被设置元表的表
        • metabale:元表,如果值为 nil ,则表明要删除 table 的原有元表。如果原来的元表有 __metatable 字段,则不能再设置元表,否则会抛出异常 cannot change a protected metatable

        __metatable 会在下面的 “表相关方法” 小节分享

        返回值:

        返回被设置元表的表,就是参数 table

        2-2、getmetatable(object)

        如果 object 没有元表,则返回 nil

        如果对象 Object 有元表,且该元表有一个 "__metatable" 字段,则返回关联的值。否则,返回给定对象 Object 的元表

        2-3、举个例子

        local oriTable = {}
        local metaTable = {}
        print(setmetatable(oriTable, metaTable), oriTable, metaTable) –> table: 0x600001ac0840 table: 0x600001ac0840
        print(getmetatable(oriTable), metaTable) –> table: 0x600001ac0900 table: 0x600001ac0900

        给元表带有__metatable字段的表,设置新的元表,则会抛出异常(见下图)

        t2 = { c = 1 }
        t2.__metatable = { a = 1 }
        s1 = {}
        setmetatable(s1, t2)
        print(\’getmetatable(s1)[\”a\”]\’, getmetatable(s1)[\”a\”]) –> getmetatable(s1)[\”a\”] 1
        — 此处会抛出异常:cannot change a protected metatable
        print(setmetatable(s1, {}))

        详解Lua中的元表和元方法

        三、元表方法

        1、具有的元方法

        元表方法方法很像 kotlin 中的操作符方法

        1-1、算术运算符

        元表方法含义__add加法__mul乘法__sub减法__div除法__floorfloor除法__unm负数__mod取模__pow幂运算__band按位与__bor按位或__bxor按位异或__bnot按位取反__shl向左移__shr向右移__concat定义连接运算符

        1-2、关系运算符

        元表方法含义__eq等于__lt小于__le小于等于

        值得注意: ~=、a > b、a >= b 没有对应的元方法,会被转为如下

        • a ~= b 会被转为 not( a == b)
        • a > b 会被转为 b < a
        • a >= b 会被转为 b <= a

        关系运算符遇到两个不同类型的对象,则会直接返回 false ,不会进行搜寻任何的元方法

        1-3、库相关方法

        元表方法含义__tostring当调用 tostring 时,会先检查值是否有一个元方法 __tostring ,有则会先使用。__metatable使用该元方法可以保护元表,用户无法获取也无法修改该元表。当元表设置了 __metatable 的字段,则 getmetatable 会返回这个字段的值,而 setmetatable 则会引发错误__pairs从 Lua 5.2 开始,当元表拥有一个 __pairs 的元方法时,pairs 会调用这个元方法来完成遍历

        1-4、表相关方法

        元表方法含义__index一旦访问 table 中不存在的字段,正常情况下会返回 nil 。如果设置了这个元表方法,则会调用自身元表对应的该 __index 元方法,并以被调用的表(即此处的 table ,不是元表)和键作为参,进行调用。也可以给 __index 设置一个 table,这样就会直接在这table 中查询,速度比方法稍快。可以通过 rawget 获取原始数据,不考虑元表。__newindex当调用 table 进行索引赋值时,如果设置了该元表方法,则会使用被调用的表(即此处的 table ,不是元表),键和值作为参,调用该方法。同样也可以给 __newindex 设置一个表,则会将值直接存至该表。可以通过 rawset(talbe, key, value) 相当于 table[key] = value 进行直接对 table 的赋值,不考虑元表。__len获取 table 的长度时,会调用该方法,获取长度

        __index 和 __newindex 的异同

        • 相同点:两个函数都是发生在 table 中没有对应的 key 时触发
        • 不同点:当前需要的索引没有对应的值时则调用 __index ,如果 table 设置值时,则调用 __newindex

        2、元方法的搜索

        如果两个变量相加,搜索规则如下:

        • 先查看第一个值是否有元表,并且是否存在所需元方法,如果存在则使用该元方法,此时第二个值的元方法被忽略。否则进入下一条
        • 查看第二个值是否有元表,并且是否存在所需的元方法,如果有则进行使用。否则进入第三条
        • 抛出异常

        3、举个例子

        这里元方法比较多,就不一一粘贴代码了,不然会让文章非常冗长。建议各位童鞋们移步 github clone 下代码自行运行一下会更加深刻理解。

        “算术运算符” 、 “关系运算符”、“库相关方法” 相关的代码 可以查看以下的代码:

        集合.lua:github.com/zincPower/l…

        集合调用.lua:github.com/zincPower/l…

        “表相关方法” 相关的代码

        表相关元方法.lua:github.com/zincPower/l…

        四、写在最后

        以上就是详解Lua中的元表和元方法的详细内容,更多关于Lua元表和元方法的资料请关注悠久资源网其它相关文章!

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        • 举例说明Lua中元表和元方法的使用
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        • Lua中使用元表(metatable)执行算术类元方法实例

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