15.元表与元方法
元表，即 Lua 中普通 table 的元数据表，而元方法则是元表中定义的普通表的默认行为。
Lua 中的每个普通 table 都可为其定义一个元表，用于扩展该普通 table 的行为功能。例如，
对于 table 与数值相加的行为，Lua 中是没有定义的，但用户可通过为其指定元表来扩展这
种行为；再如，用户访问不存在的 table 元素，Lua 默认返回的是 nil，但用户可能并不知道
发生了什么。此时可以通过为该 table 指定元表来扩展该行为：给用户提示信息，并返回用
户指定的值。
（1） 重要函数
元表中有两个重要函数：
setmetatable(table,metatable)：将 metatable 指定为普通表 table 的元表。
getmetatable(table)：获取指定普通表 table 的元表。
（2） _ index 元方法
当用户在对 table 进行读取访问时，如果访问的数组索引或 key 不存在，那么系统就会
自动调用元表的 index 元方法。该重写的方法可以是一个函数，也可以是另一个表。如果
重写的 _index 元方法是函数，且有返回值，则直接返回；如果没有返回值，则返回 nil。
__index元方法是一个函数如下：
--元表与元方法
t1 = {"a", age = 23,"b","c",name = "王五", "d",100}
--定义一个元表
meta = {}
--关联原始表和元表
setmetatable(t1,meta)
function meta.__index(tab,key)
print("key "..key.." 在原始表中不存在")
end
print(t1[99])
print(t1[100])
//输出结果如下：
key 99 在原始表中不存在
nil
key 100 在原始表中不存在
nil
__index元方法是另一个表如下
t1 = {"a", age = 23,"b","c",name = "王五", "d",100}
--定义一个元表
meta = {}
--定义一个元表
meta = {}
--定义另一个普通表
other = {}
other[99] = 999
other[100] = 1000
--关联原始表和元表
setmetatable(t1,meta)
meta.__index = other
print(t1[99])
print(t1[100])
//输出结果如下：
999
1000
3.当用户为 table 中一个不存在的索引或 key 赋值时，就会自动调用元表的_ newindex 元
方法。该重写的方法可以是一个函数，也可以是另一个表。如果重写的 _newindex 元方法
是函数，且有返回值，则直接返回；如果没有返回值，则返回 nil。
__newindex是函数，如下：
t1 = {"a", age = 23,"b","c",name = "王五", "d",100}
--元表
meta = {};
setmetatable(t1,meta)
meta.__newindex = function(tab,key,value)
print("写 "..key.." value不存在")
--新值写入原始表
rawset(tab,key,value)
end
t1[100] = 1900
t1.x = "xxx"
print (t1[100])
print (t1.x)
//输出结果如下：
写 100 value不存在
写 x value不存在
1900
xxx
__newindex是另一个表,如下：
t1 = {"a", age = 23,"b","c",name = "王五", "d",100}
meat = {}
other = {}
setmetatable(t1,meat)
meat.__newindex = other --此时，other的作用是，暂存新增加的数据
t1.x = "xxx369"
print(t1.x)
print(other.x)
//输出结果如下：
nil
xxx369
4.运算符元方法
如果要为一个表扩展加号(+)、减号(-)、等于(==)、小于(<)等运算功能，则可重写相应的
元方法。
例如，如果要为一个 table 扩展加号(+)运算功能，则可重写该 table 元表的_ add 元方
法，而具体的运算规则，则是定义在该重写的元方法中的。这样，当一个 table 在进行加法
(+)运算时，就会自动调用其元表的 _add 元方法。
t1 = {"a", age = 23,"b","c",name = "王五", "d",100}
meta = {
__add = function(tab,num)
for k,v in pairs(tab) do
if (type(v) == "number") then
tab[k] = v + num
elseif (type(v) == "string" and type(k) ~= "string") then
tab[k] = tab[k]..".xxx"
end
end
return tab
end
}
setmetatable(t1,meta)
t2 = t1 + 3
for k,v in pairs(t2) do
print(k,v)
end
//输出结果如下:
1 a.xxx
2 b.xxx
3 c.xxx
4 d.xxx
5 103
age 26
name 王五
5._tostring元方法
直接输出一个 table，其输出的内容为类型与 table 的存放地址。如果想让其输出 table
中的内容，可重写 _tostring 元方法。
t1 = {"a", age = 23,"b","c",name = "王五", "d",100}
meta = {}
setmetatable(t1,meta)
meta.__tostring = function (tab)
str = ""
for k, v in pairs(tab) do
str = str..k..": "..v.."\n"
end
return str
end
print(t1)
//输出结果如下：
1: a
2: b
3: c
4: d
5: 100
age: 23
name: 王五
6._call元方法
当将一个 table 以函数形式来使用时，系统会自动调用重写的 _call 元方法。该用法主
要是可以简化对 table 的相关操作，将对 table 的操作与函数直接相结合。
t1 = {"a", age = 23,"b","c",name = "王五", "d",100}
meta = {}
setmetatable(t1,meta)
function meta.__call(tab,num,str)
for k,v in pairs(tab) do
if (type(v) == "string") then
tab[k] = tab[k]..str
else
tab[k] = v + num
end
end
return tab
end
t1(1,"xx")
for k,v in pairs(t1) do
print(k, v)
end
//输出结果如下：
1 axx
2 bxx
3 cxx
4 dxx
5 101
age 24
name 王五xx
7.元表单独定义
为了便于管理与复用，可以将元素单独定义为一个文件。该文件中仅可定义一个元表，
且一般文件名与元表名称相同。
若一个文件要使用其它文件中定义的元表，只需使用 require “元表文件名”即可将元表
导入使用。
如果用户想扩展该元表而又不想修改元表文件，则可在用户自己文件中重写其相应功能
的元方法即可。
