举例说明Lua中元表和元方法的使用

table的元表提供了一种机制，可以重定义table的一些操作。
之后我们会看到元表是如何支持类似js的prototype行为。

代码如下:

f1 = {a = 1, b = 2}  -- 表示一个分数 a/b.
f2 = {a = 2, b = 3}

代码如下:

-- 这个是错误的：
-- s = f1 + f2

metafraction = {}
function metafraction.__add(f1, f2)
  sum = {}
  sum.b = f1.b * f2.b
  sum.a = f1.a * f2.b + f2.a * f1.b
  return sum
end

setmetatable(f1, metafraction)
setmetatable(f2, metafraction)

s = f1 + f2  -- 调用在f1的元表上的__add(f1, f2) 方法

-- f1, f2 没有能访问它们元表的key，这与prototype不一样，
-- 所以你必须用getmetatable(f1)去获得元表。元表是一个普通的table，
-- Lua可以通过通常的方式去访问它的key，例如__add。

代码如下:

-- 不过下面的代码是错误的，因为s没有元表：
-- t = s + s
-- 下面的类形式的模式可以解决这个问题：

-- 元表的__index 可以重载点运算符的查找：
defaultFavs = {animal = 'gru', food = 'donuts'}
myFavs = {food = 'pizza'}
setmetatable(myFavs, {__index = defaultFavs})
eatenBy = myFavs.animal  -- 可以工作！这要感谢元表的支持

如果在table中直接查找key失败，会使用元表的__index 继续查找，并且是递归的查找

__index的值也可以是函数function(tbl, key) ，这样可以支持更多的自定义的查找。

__index、__add等等，被称为元方法。
这里是table的元方法的全部清单：

-- __add(a, b)                     for a + b
-- __sub(a, b)                     for a - b
-- __mul(a, b)                     for a * b
-- __div(a, b)                     for a / b
-- __mod(a, b)                     for a % b
-- __pow(a, b)                     for a ^ b
-- __unm(a)                        for -a
-- __concat(a, b)                  for a .. b
-- __len(a)                        for #a
-- __eq(a, b)                      for a == b
-- __lt(a, b)                      for a < b
-- __le(a, b)                      for a <= b
-- __index(a, b)  <fn or a table>  for a.b
-- __newindex(a, b, c)             for a.b = c
-- __call(a, ...)                  for a(...)

类风格的table和继承

类并不是内置的；有不同的方法通过表和元表来实现。

下面是一个例子，后面是对例子的解释

代码如下:

Dog = {}                                   -- 1.

function Dog:new()                         -- 2.
  newObj = {sound = 'woof'}                -- 3.
  self.__index = self                      -- 4.
  return setmetatable(newObj, self)        -- 5.
end

function Dog:makeSound()                   -- 6.
  print('I say ' .. self.sound)
end

mrDog = Dog:new()                          -- 7.
mrDog:makeSound()  -- 'I say woof'         -- 8.

-- 1. Dog看上去像一个类；其实它完全是一个table。
-- 2. 函数tablename:fn(...) 与函数tablename.fn(self, ...) 是一样的
--    冒号（:）只是添加了self作为第一个参数。
--    下面的第7和第8条说明了self变量是如何得到其值的。
-- 3. newObj是类Dog的一个实例。
-- 4. self为初始化的类实例。通常self = Dog，不过继承关系可以改变这个。
--    如果把newObj的元表和__index都设置为self，
--    newObj就可以得到self的函数。
-- 5. 记住：setmetatable返回其第一个参数。
-- 6. 冒号（：）在第2条是工作的，不过这里我们期望
--    self是一个实例，而不是类
-- 7. 与Dog.new(Dog)类似，所以 self = Dog in new()。
-- 8. 与mrDog.makeSound(mrDog)一样; self = mrDog。

 继承的例子：

代码如下:

LoudDog = Dog:new()                           -- 1.

function LoudDog:makeSound()
  s = self.sound .. ' '                       -- 2.
  print(s .. s .. s)
end

seymour = LoudDog:new()                       -- 3.
seymour:makeSound()  -- 'woof woof woof'      -- 4.

-- 1. LoudDog获得Dog的方法和变量列表。
-- 2. 通过new()，self有一个'sound'的key from new()，参见第3条。
-- 3. 与LoudDog.new(LoudDog)一样，并且被转换成
--    Dog.new(LoudDog)，因为LoudDog没有'new' 的key，
--    不过在它的元表可以看到 __index = Dog。
--    结果: seymour的元表是LoudDog，并且
--    LoudDog.__index = LoudDog。所以有seymour.key
--    = seymour.key, LoudDog.key, Dog.key, 要看
--    针对给定的key哪一个table排在前面。
-- 4. 在LoudDog可以找到'makeSound'的key；这与
--    LoudDog.makeSound(seymour)一样。

代码如下:

-- 如果需要，子类也可以有new()，与基类的类似：
function LoudDog:new()
  newObj = {}
  -- 初始化newObj
  self.__index = self
  return setmetatable(newObj, self)
end