Lua - 元表

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元表是一個表，它透過一組鍵和相關的元方法來幫助修改與其關聯的表的行為。這些元方法是強大的 Lua 功能，可以實現以下功能：

• 更改/新增表格上運算子的功能。

• 當鍵在表中不可用時，使用元表中的 __index 來查詢元表。

在處理元表時，有兩種重要的方法：

• setmetatable(table,metatable) - 此方法用於為表設定元表。

• getmetatable(table) - 此方法用於獲取表的元表。

讓我們首先了解如何將一個表設定為另一個表的元表。如下所示。

mytable = {}
mymetatable = {}
setmetatable(mytable,mymetatable)

以上程式碼可以表示為一行，如下所示。

mytable = setmetatable({},{})

示例 - _index

下面是一個簡單的元表示例，用於在表中找不到時查詢元表。

main.lua

mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, {
   __index = function(mytable, key)

      if key == "key2" then
         return "metatablevalue"
      else
         return nil
      end
   end
})
print(mytable.key1, mytable.key2)

輸出

執行以上程式時，將獲得以下輸出。

value1 metatablevalue

讓我們分步解釋以上示例中發生的情況。

• 這裡的 mytable 表是 {key1 = "value1"}。

• 為 mytable 設定了元表，其中包含 __index 的函式，我們將其稱為元方法。

• 元方法的工作很簡單，查詢索引 "key2"，如果找到，則返回 "metatablevalue"，否則返回 mytable 對應索引的值。

我們可以將以上程式簡化為如下所示。

mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, 
   { __index = { key2 = "metatablevalue" } })
print(mytable.key1,mytable.key2)

示例 - __newindex

當我們在元表中新增 __newindex 時，如果表中不存在鍵，則新鍵的行為將由元方法定義。下面是一個簡單的示例，在主表中不存在索引時設定元表的索引。

main.lua

mymetatable = {}
mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, { __newindex = mymetatable })

print(mytable.key1)

mytable.newkey = "new value 2"
print(mytable.newkey,mymetatable.newkey)

mytable.key1 = "new  value 1"
print(mytable.key1,mymetatable.newkey1)

輸出

執行以上程式時，將獲得以下輸出。

value1
nil	new value 2
new  value 1	nil

您可以在以上程式中看到，如果鍵存在於主表中，則它只更新它。當鍵在 maintable 中不可用時，它會將該鍵新增到元表中。

示例 - 更新表

另一個使用 rawset 函式更新同一表的示例如下所示。

main.lua

mytable = setmetatable({key1 = "value1"}, {

   __newindex = function(mytable, key, value)
      rawset(mytable, key, "\""..value.."\"")
   end
})

mytable.key1 = "new value"
mytable.key2 = 4

print(mytable.key1,mytable.key2)

輸出

執行以上程式時，將獲得以下輸出。

new value	"4"

rawset 在不使用元表的 __newindex 的情況下設定值。類似地，rawget 在不使用 __index 的情況下獲取值。

示例 - 向表新增運算子行為

下面是一個簡單的示例，使用 + 運算子組合兩個表：

main.lua

mytable = setmetatable({ 1, 2, 3 }, {
   __add = function(mytable, newtable)
	
      for i = 1, table.maxn(newtable) do
         table.insert(mytable, table.maxn(mytable)+1,newtable[i])
      end
      return mytable
   end
})

secondtable = {4,5,6}

mytable = mytable + secondtable

for k,v in ipairs(mytable) do
   print(k,v)
end

輸出

執行以上程式時，將獲得以下輸出。

1	1
2	2
3	3
4	4
5	5
6	6

元表中包含 __add 鍵，以新增 + 運算子的行為。鍵和對應運算子的表如下所示。

示例 - __call

使用 __call 語句新增方法呼叫的行為。一個簡單的示例，返回主表中值與傳遞表的總和。

main.lua

mytable = setmetatable({10}, {
   __call = function(mytable, newtable)
   sum = 0
	
      for i = 1, table.maxn(mytable) do
         sum = sum + mytable[i]
      end
	
      for i = 1, table.maxn(newtable) do
         sum = sum + newtable[i]
      end
	
      return sum
   end
})

newtable = {10,20,30}
print(mytable(newtable))

輸出

執行以上程式時，將獲得以下輸出。

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示例 - __tostring

要更改 print 語句的行為，我們可以使用 __tostring 元方法。下面是一個簡單的示例。

main.lua

mytable = setmetatable({ 10, 20, 30 }, {
   __tostring = function(mytable)
   sum = 0
	
      for k, v in pairs(mytable) do
         sum = sum + v
      end
		
      return "The sum of values in the table is " .. sum
   end
})
print(mytable)

輸出

執行以上程式時，將獲得以下輸出。

The sum of values in the table is 60

如果您完全瞭解元表的功能，那麼您可以執行許多操作，而無需使用它，這些操作將非常複雜。因此，嘗試更多地使用元表以及元表中提供的不同選項，如示例中所解釋的那樣，並建立您自己的示例。