Lua元表

在Lua中，一个表可以通过key访问到对应的value，但是无法直接对两个表进行操作。因此，Lua提供了元表（metable），它允许改变表的行为，而每个行为都会有对应的元方法。

一、理解Lua元表

Lua中，元表的表现行为类似与C++中的操作符重载。比如，我们可以通过重载__add元方法，来计算两个Lua数组的并集，如下示例：

-- 定义两个集合
local set1 = {1,3,5,6}
local set2 = {2,4,6}

-- 定义一个用于重载__add元方法的函数。注意：函数的第一个参数是self
local union = function(self, another)
    local set = {}
    local result = {}

    -- 借助表来保证集合的互异性
    for k,v in pairs(self) do
        set[v] = true 
    end

    for k,v in pairs(another) do
        set[v] = true
    end

    -- 加入结果集合
    for k,v in pairs(set) do
        table.insert(result,v)
    end

    return result
end

-- 重载set1的__add元方法
setmetatable(set1, { __add = union })

local set = set1 + set2
for _, v in pairs(set) do
    print(v)
end

其运行结果为：

1
2
3
4
5
6

当我们对两个表进行相加操作时，Lua的执行流程如下：

• 首先，检查两者之一是否有元表，

• 然后，检查元表中是否有key为“__add”的元素，

• 最后，调用key为“__add”的元素的值。

在这里，我们将key为“__add”的元素的值称为元方法。

二、设置元表

通过setmetatable函数，我们可以为一个表设置元表，如下示例：

local mt = {}
local t = {}

local res = setmetatable(t, mt)
print(type(res), res)

以上代码可以简写为：

local res = setmetatable({}, {})
print(type(res), res)

其执行结果为：

table	table: 0x564da1a6ef00

我们可以看到，setmetatable函数并不会直接修改原表，然是会返回一个新表

三、获取元表

通过getmetatable函数，我们可以获取到一个表的元表，如下示例：

local t = {1,2,3}
local res = getmetatable(t)
print(type(res), res)
print()

local mt = {2,4,6}
local t = {1,3,5}
local t = setmetatable(t, mt) 
for k,v in pairs(t) do
    print(k,v)
end
print()

for k,v in pairs(getmetatable(t)) do
    print(k,v)
end

其执行结果为：

nil	nil

1	1
2	3
3	5

1	2
2	4
3	6

我们可以看到，一个表的元表并不能直接被访问到，需要借助getmetatable方法。