前言

这篇文章介绍lua的表和元表。比较简单，主要为后面的userdata做准备。

上面链接过一遍，基本上能搞清楚lua的表和元表。下面画蛇添足的复制上面的部分内容，作为笔记。

这篇博客的诞生过程是：看代码，了解使用->找博客，去解决代码中不懂的部分->改代码，以满足需求->翻书，补充下概念点->最后是来写demo，做个笔记。

本文不会一点点的去复制概念，因为无聊。本文给出demo，然后摘录一些点。

lua表简介

lua中表的demo代码。

local tab = {}
tab[1] = 111
tab.second = "222"
tab["third"] = "333"
function tab.hello() 
  print("hello world")
end

for k, v in pairs(tab) do
  if(type(v) == "number") then
    print(v)
  elseif(type(v) == "string") then
    print(v)
  elseif(type(v) == "function") then
    v()
  end
end

运行输出如下。

111
hello world
222
333

下面简单复制下，lua中table的一些小点。

  • 表（Table）是Lua语言中最主要（事实上也是唯一的）和强大的数据结构。表是一种动态分配的对象，程序只能操作指向表的引用（或指针）。除此以外，Lua语言不会进行隐藏的拷贝（hidden copies）或创建新的表。
  • 我们使用构造器表达式（ constructor expression ）创建表，其最简单的形式是{}。对于一个表而言，当程序中不再有指向它的引用时，垃圾收集器会最终删除这个表并重用其占用的内存。
  • 同一个表中存储的值可以具有不同的类型索引。
  • 当把表当作结构体使用时，可以把索引当作成员名称使用（a.name等价于a[“name”]）。这两种形式可能代表了不同的意图。形如a.name的点分形式清晰地说明了表是被当作结构体使用的，此时表实际上是由固定的、预先定义的键组成的集合；而形如a[“name”]的字符串索引形式则说明了表可以使用任意字符串作为键，并且出于某种原因我们操作的是指定的键。
  • C#的一些编程语言提供了一种安全访问操作符（ safe navigation operator ）。在C#中，这种安全访问操作符被记为“？.”。例如，对于表达式a？.b，当a为nil时，其结果是nil而不会产生异常。对于表达式a or{}，当a为nil时其结果是一个空表。因此，对于表达式（a or{}）.b，当a为nil时其结果也同样是nil。

lua元表简介

面向对象编程，对象包含属性和方法。面向对象中对象的方法 lua 表名内存结构 lua表中表_lua 表名内存结构

通常，Lua语言中的每种类型的值都有一套可预见的操作集合。元表可以修改一个值在面对一个未知操作时的行为。例如，假设a和b都是表，那么可以通过元表定义Lua语言如何计算表达式a+b。当Lua语言试图将两个表相加时，它会先检查两者之一是否有元表（metatable ）且该元表中是否有__add字段。如果Lua语言找到了该字段，就调用该字段对应的值，即所谓的元方法（ metamethod ）。

在Lua语言中，我们只能为表设置元表；如果要为其他类型的值设置元表，则必须通过C代码或调试库完成。（为userdate设置元表，是我想整理的内容。所以整理了这篇作为铺垫。）

  • 运算相关的元方法：每种算术运算符都有一个对应的元方法。除了加法和乘法外，还有减法（__sub）、除法（__div）、floor除法（__idiv）、负数（__unm）、取模（__mod）和幂运算（__pow）。类似地，位操作也有元方法 ：按位与（ __band ）、按位或（ __bor 、按位异或（__bxor）、按位取反（__bnot）、向左移位（__shl）和向右移位（__shr）。我们还可以使用字段__concat来定义连接运算符的行为。
  • 关系运算符相关的元方法：元表还允许我们指定关系运算符的含义，其中的元方法包括等于（__eq）、小于（__lt）和小于等于（__le）。其他三个关系运算符没有单独的元方法，Lua语言会将a～=b转换为not（a==b），a>b转换为b<a，a>=b转换为b<=a。
  • 库定义相关的元方法：函数print总是调用tostring来进行格式化输出。不过，当对值进行格式化时，函数tostring会首先检查值是否有一个元方法__tostring。
  • 表相关的元方法
  • __index 元方法： 当你通过键来访问 table 的时候，如果这个键没有值，那么Lua就会寻找该table的metatable（假定有metatable）中的__index 键。如果__index包含一个表格，Lua会在表格中查找相应的键。
  • 元方法__newindex与__index类似，不同之处在于前者用于表的更新而后者用于表的查询。当对一个表中不存在的索引赋值时，解释器就会查找__newindex元方法：如果这个元方法存在，那么解释器就调用它而不执行赋值。

下面是一个使用元表进行复数运算的demo。

local complex_metatb = {}
complex_metatb.__index = complex_metatb

complex_metatb.__add = function(compx1, compx2)
  local res = {real=0, imag=0}
  res.real = compx1.real + compx2.real
  res.imag = compx1.imag + compx2.imag
  print(res)
  return res
end

complex_metatb.__tostring = function(complx)
  local str
  if(complx.imag > 0) then
    str = string.format("%f + %f", complx.real, complx.imag)
  elseif(complx.imag == 0) then
    str = string.format("%f", complx.real)
  else
    str = string.format("%f %f", complx.real, complx.imag)
  end
  return str
end

-- 和上面的代码有重复，可复用
function complex_metatb.print(complx)
  local str
  if(complx.imag > 0) then
    str = string.format("%f + %f", complx.real, complx.imag)
  elseif(complx.imag == 0) then
    str = string.format("%f", complx.real)
  else
    str = string.format("%f %f", complx.real, complx.imag)
  end
  print(str)
end

local num_a = {real=1, imag=2}
local num_b = {real=3, imag=4}
setmetatable(num_a, complex_metatb)
setmetatable(num_b, complex_metatb)

local res = num_a + num_b
print(res)
setmetatable(res, complex_metatb)
-- print(res)
res:print() -- res.print(res)

程序输出如下。

table: 000001D767D66630
table: 000001D767D66630
4.000000 + 6.000000

有点类似于运算符重载。其中值得一提的是local res = num_a + num_b。

  • 非必要，不使用全局变量。所以，上面代码的函数内部都使用了局部变量。当退出函数的时候，局部变量生命周期结束。
  • 表是一种动态分配的对象，程序只能操作指向表的引用。Lua语言不会进行隐藏的拷贝（hidden copies）或创建新的表。
  • 所以，函数外的res和__add内的res指向相同的内存。