非常非常詳細的Lua面向?qū)ο螅ㄒ唬砼c元方法

前言

新的項目終于準備要真正開始使用Lua進行開發(fā)了滥比，所以筆者最近也開始了對Lua的學習盗扇，從以前的強類型的靜態(tài)語言C#，到動態(tài)腳本語言寥假，多少會有一點點不習慣市框。除此之外，思考方式也會有細微的差異糕韧，畢竟Lua里并沒有類這個概念枫振。所以在接下來的幾篇文章中喻圃，我會嘗試將Lua是如何模擬類這一過程梳理清楚，畢竟是剛剛開始粪滤，很多感受比較直觀以及浮于表面斧拍，如果有什么錯誤疏漏之處，也希望各位能夠指出~

1.Lua中的table

如果說在python中一切皆對象的話杖小，那么Lua可以說是一切皆table了肆汹，table是是Lua中極其強大的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一個模塊予权，一個數(shù)組昂勉，一個字典，他們都可以用table實現(xiàn)扫腺，我們模擬面向?qū)ο缶幊谈谡眨瑃able也是必不可少的，我們的每一個對象其實也就是一個table笆环。關(guān)于luatable的介紹網(wǎng)上有非常多攒至，這里就不展開細說了~

2.元表

當我第一次接觸到Lua元表的概念時，我腦海里就一個想法“原來表還能夠這么玩”咧织。為什么需要出現(xiàn)元表這個概念，因為Lua的表實在是太萬能了籍救，對單一表操作再某些場景下很難滿足我們的需求习绢，所以元表的出現(xiàn)，可以讓我們高度的自定義兩個表之間的操作蝙昙。

2.1設(shè)置元表

設(shè)置元表非常的簡單闪萄，如下代碼所示，在下文中奇颠，我將setmetatable的第一個參數(shù)所表示的表稱為普通表败去，第二個參數(shù)所表示的表為元表

mytable = {}--普通表               
mymetatable = {}--元表
setmetatable(mytable , mymetatable)--將mymetatable設(shè)置為mytable的元表

這一段代碼等價于

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

setmetatable()為Lua的提供的內(nèi)置方法，其返回值是普通表的引用烈拒。

3.元方法

在設(shè)置了元表后圆裕，我們需要怎么操作才能發(fā)揮元表的作用呢，這就不得不提到元方法了荆几。我們首先介紹兩個使用頻率最高的元方法__index以及__newindex吓妆。我們使用一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲數(shù)據(jù)，使用時無外乎兩種基本操作（元其實就是基本的意思）吨铸，讀和寫行拢，對于table來說也就是索引操作和賦值操作

3.1__index

如果我們想自定義對一張普通表索引時的一些特殊行為，我們可以通過為其元表添加__index這個key來實現(xiàn)自定義（注意诞吱，是在元表中添加__index而不是直接設(shè)置__index）舟奠。設(shè)置的方式非常簡單竭缝，我們繼續(xù)使用2.1中的mytable作為例子。

3.1.1指向table的情況

mymetatable = { __ index = { key2 = "value2" }} 
mytable = setmetatable({},mymetatable)

--等價于以下代碼沼瘫，所以希望大家以后看到網(wǎng)上各種寫法時不再感到疑惑
mytable = setmetatable({},{ __ index = { key2 = "value2" })

上述代碼就在mymetatable這個表中設(shè)置了__index這個key抬纸，而這個key指向的是一個table。

在__index指向的是一個table的情況下晕鹊，對普通表進行索引操作時

若普通表存在該key則返回該key所指向的value

若普通表不存在該key松却，則嘗試查找該普通表的元表，如果元表中沒有__index則返回nil溅话，如果有則繼續(xù)對__index所指向的表進行索引晓锻。

若該key存在，則返回該key所指向的value

若該key不存在飞几，則返回nil

舉個栗子砚哆，我們依然用上面的代碼，只不過在普通表中增加一個key

mymetatable = { __ index = { key2 = "value2" }} 
mytable = setmetatable({ key1 = "value1" },mymetatable)
--普通表存在key1屑墨，所以返回value1
print(mytable.key1) --輸出value1
--普通表不存在key2躁锁，__index指向的table中存在，所以返回value2
print(mytable.key2) --輸出value2
--普通表和元表都不存在key3卵史，所以返回nil
print(mytable.key3) --輸出nil

3.1.2指向function的情況

mytable = setmetatable({}, { __index = function()
  print("你正在嘗試索引mytable中沒有的key")
  end}
)
returnValue = mytable.key1 --輸出 "你正在嘗試索引mytable中沒有的key"
print(returnValue) --輸出 nil

__index還可以指向一個function

當我們試圖索引一個普通表中不存在的key時战转，如果元表中存在__index，且__index指向的是一個function以躯，那么就會去執(zhí)行這個function槐秧，索引所得到的值則是該function的返回值（上面例子代碼無返回值所以輸出為nil）

--存在返回值的情況
mytable = setmetatable({}, { __index = function()
  print("你正在嘗試索引mytable中沒有的key")
  return 58
  end}
)
returnValue = mytable.key1 --輸出 "你正在嘗試索引mytable中沒有的key"
print(returnValue) --輸出 58

3.2__newindex

與索引相對應的，如果我們想自定義對一個普通表的賦值操作忧设，就可以使用__newindex元方法刁标。其使用邏輯與__index基本相似，一樣是存在指向table址晕，或者指向function的區(qū)別膀懈。

3.2.1指向table

--指向table
mymetatable = { key2 = "value2" }
mytable = setmetatable({key1="value1"}, { __newindex =mymetatable})
print(mytable.key1) --輸出 value1
mytable.key1="modified1"
print(mytable.key1) --輸出modified1

mytable.key2="modified2"
print(mytable.key2) --輸出nil

我們首先嘗試獲取mytable中的key1，然后對其進行賦值谨垃，因為mytale中存在key1启搂，所以直接賦值即可，我們通過前后的print可以驗證這一點刘陶。如果我們嘗試對一個mytable中沒有的key進行賦值狐血，那會怎么樣呢

首先會查詢該普通表的元表中是否有__newindex這個key

若沒有，則直接在普通表中增加這個key易核，對其進行賦值操作

若存在__newindex匈织，且其指向的是一個table，那么就會在__newindex指向的table中增加這個key，并且進行賦值

有一個非常容易引起迷惑的點我們需要注意的是
__index與__newindex的操作是完全獨立的!
所以一開始可能會有些疑惑缀匕，為什么上面代碼輸出會是nil纳决，我們不是明明已經(jīng)設(shè)置了key2的值了嗎？我們確實是成功進行了賦值操作乡小，但是根據(jù)上面的邏輯阔加，因為mytable中不存在key2，所以我們實際上是對__newindex所指向的mymetatable進行了賦值操作满钟。實際上普通表是沒有任何變化的胜榔，所以我們最后一行代碼，嘗試索引mytable的key2湃番，按照3.1.1中的邏輯夭织，因為沒有設(shè)置__index方法，所以返回的會是nil吠撮。如果我們希望訪問到key2尊惰，下面的代碼就可以做到了

print(mymetatable.key2) --輸出 modified2

3.2.2指向function

--指向function
mytable = setmetatable({key1="value1"}, { __newindex = function()
                print("該表禁止增加新的key！")
end})
mytable.key2 = "value2" --輸出 "該表禁止增加新的key泥兰！"

如果__newindex指向的是function弄屡，那么在對一個普通表中不存在的key進行賦值時，會執(zhí)行這個function鞋诗。

3.2.3function帶有參數(shù)的情況

在3.1.2以及3.2.2中的示例只是最基礎(chǔ)不帶參數(shù)的情況膀捷，其實在__index和__newindex這兩個元方法指向function類型時，是會傳遞參數(shù)進來的削彬，直接上代碼全庸。
__index默認傳遞的兩個參數(shù)是調(diào)用該方法的table，以及嘗試訪問的key

mytable = setmetatable({}, { __index = function(t,k)
  print("你正在嘗試索引mytable中沒有的key")
  print(t,k)--輸出 table: 0x5621b1f07270  key1
  end}
)
returnValue = mytable.key1 --輸出 "你正在嘗試索引mytable中沒有的key"
print(returnValue) --輸出 nil

而__newindex默認傳遞進來的是三個參數(shù)吃警，調(diào)用該方法的table糕篇，需要賦值的key以及想要賦予的value

mytable = setmetatable({key1="value1"}, { __newindex = function(t,k,v)
  print("該表禁止增加新的key啄育！")
  print(t,k,v)--輸出table: 0x55a8f8aefbb0 key2 value2
end})
mytable.key2 = "value2" --輸出 "該表禁止增加新的key酌心！"

其他的元方法

除了__index，__newindex這兩個元方法外挑豌，還有很多別十分有用的元方法安券，等我后面用到的時候會陸續(xù)添加進來！

最后

理解了元表以及元方法后氓英，在下一章中侯勉，我們就可以開始在Lua中真正的去模擬面向?qū)ο笏枷胫校庋b铝阐，多態(tài)址貌，繼承的特性了！