chapter 13_3 table访问的元方法

　　前两节的算术类、关系类运算符的元方法都为各种错误情况定义了行为，它们不会改变语言的常规行为。

但是Lua还提供了两种可以改变table行为的方法：

一种是查询table中不存在的字段、一种是修改table中不存在的字段。

__index元方法

当访问一个table中不存在的字段时，得到的结果为nil。这样的访问会促使解释器去查找一个叫__index的元方法。

如果没有这个元方法，那么访问结果就是nil。

一个有关继承的示例：假设要创建一些描述窗口的table，每个table中必须表述一些窗口参数，如：位置、大小、主题....

所有这些参数都有默认值，因此希望在创建窗口对象时可以仅提供那些不同于默认值的参数。

第一种方法是使用一个构造式，在其中填写那些不存在的字段。

第二种方法是让新窗口从一个原型窗口处继承所有不存在的字段。

首先，声明一个原型和一个构造函数，构造函数创建新的窗口，并使它们共享同一个元表：

prototype = {x = 0, y = 0,width = 100 , height  = 100} --用默认值来创建一个原型
mt = {}            --创建一个元表
function new(o)    --声明构造函数
    setmetatable(o,mt)
    return o
end

现在，定义__index元方法：

mt.__index = function(_,key)
    return prototype[key]
end

在这段代码之后，创建一个新窗口，并查询一个它没有的字段：

w = new{x=10,y=20}
print(w.width)    -->100

若Lua检测到w中没有width字段，但在其元素中却有一个__index字段，那么Lua就会以 w 和 “width” 来调用这个__index元方法。

随后元方法用这个key来索引原型table，并返回结果。

在Lua中，将__index元方法用于继承是很普遍的方法，因此Lua还提供了一种更便捷的方式来实现此功能。

__index不一定是一个函数，可以是一个table。

当它是一个table时，Lua就以相同的方式来重新访问这个table。因此，上面的__index的声明可以写为：

mt.__index = prototype

现在，Lua查到元素__index时，发现它是一个table，那么Lua就会在prototype中继续查找。

也就是说，Lua会在这个table中国重复这个访问过程：类似于这样访问

prototype["width"]

这样将一个table作为__index元方法 是快捷的、实现单一继承的方式。虽然用函数更加灵活，但是开销较大。

可以通过函数来实现多重继承、缓存及其他一些功能。

如果不想在访问一个table时涉及到它的__index元方法，可以使用rawget函数。

调用rawget(t , i) 就是对table t 进行了一个原始的访问。

__newindex元方法

它与__index类似，不同之处在于它用于table的更新，而__index用于table的查询。

当对一个table中不存在的索引赋值时，解释器就会查找__newindex元方法。如果有这个元方法，解释器就调用它，而不是执行赋值。

如果这个元方法是一个table，解释器就在此table中执行赋值，而不是对原来的table。

也可以通过rawset( t ,k , v )来绕过元方法，直接设置table  t 中与key k 相关联的value v 

组合使用__index和__newindex元方法就可以实现出Lua中的一些强大功能，例如：

只读的table、具有默认值的table、面向对象编程中的继承。

具有默认值的table

常规table中的任何字段默认值都是nil，通过元表就可以很容易地修改这个默认值：

function setDefault(t,d)
    local mt = {__index = function() return d end}
    setmetatable(t,mt)
end

tab = {x=10,y=20}
print(tab.x,tab.z)    --> 10 nil
setDefault(tab, 1)
print(tab.x,tab.z)    -->10 1

在调用setDefault后，任何对tab中不存在的访问都将调用它的__index元方法，而这个元方法会返回d的值。

setDefault函数为所有需要默认值的table创建了一个新的元素。

如果准备创建很多需要默认值的table，这个开销比较大。

由于在元表中默认值d是与元方法关联在一起的，所以setDefault无法为所有table都使用同一个元表。

若要让具有不同默认值的table都使用同一个元表，那么需要将每个元表的默认值都放到table本身中。

可以使用一个额外的字段来保存默认值。避免冲突，可以使用"___"这样的key作为额外的字段：

local mt = {__index = funxtion (t) return t.___ end}
function setDefault(t, d )
    t.___ = d
    setmetatable(t,mt)
end

如果担心名称冲突，那么要确保这个特殊key的唯一性也很容易，只需创建一个新的额table，并用它作为key即可：

local key = {}  --唯一的key
local mt = {__index = function(t) return t[key]  end}
function setDefault(t , d)
    t[key] =d
    setmetatable(t,mt)
end

还有一种方法可以将table与其默认值关联起来：使用一个独立的table，它的key为各种table，value就是各种table的默认值。

不过，为了正确地实现这种做法，需要一种特殊性质的table，就是“弱引用table”。

还有一种备忘录元表的方法，它能使具有相同默认值的table复用同一个元表，也需要用到弱引用table。以后会讲到.....

 

以上内容来自：《Lua程序设计第二版》和《Programming in Lua  third edition 》