如何理解 Lua 中的元表？

Question

我用过 Python，但现在因为 Torch 正在学习 Lua。 “metatable”这个词对我来说真的很难理解。例如，元表是一种特殊的表吗？它如何改变表的行为？

Answer 1

元表只是一个表，用于控制另一个表（或用户数据，或其他 Lua 值）的行为。一个表是一个元表只是因为它被使用作为一个元表。也就是说，作为“元表”不是表的基本属性。没有“create_metatable”函数或任何东西。它只是我们用来控制其他表的表的名称。

对表（或用户数据）的某些操作被指定首先检查表的元表。如果表（或用户数据）有一个元表，并且该元表中有一个特定的键/值对，那么操作将使用该键/值对来执行该操作，而不是正常的逻辑。

每个可以被元表覆盖的操作都有一个与之关联的特定键名。因此，如果您尝试对表执行添加操作，系统将在元表中查找 __add 键以访问它。

对中的值通常（但不总是）是一个函数。这样的函数通常被称为“元函数”。它采用的参数及其返回值的含义由调用它的特定操作定义。一些操作允许该值是一个表或其他东西。

在 Lua 中，您使用 setmetatable 函数将元表分配给表（但不是用户数据）。在 C 语言中，您使用 lua_setmetatable 函数为表（或用户数据）分配元表。

元表对于将 C 对象公开为用户数据的 C 代码尤为重要。原始用户数据只是一个不透明的位块； Lua 定义了非常少的可以默认对其执行的合法操作。但是通过给它们分配一个元表，你可以通过元函数赋予用户数据更多的能力。

请注意，除了表和用户数据之外的 Lua 值可以有元表。然而，与表和用户数据不同，每个 Lua 类型的值都共享该类型的 same 元表。所以所有字符串都有相同的元表，所有数字都有相同的元表，等等。

Answer 2

你好

在阅读和理解什么是元表之后，我想发布一个工作示例。所以每个人都可以看到并感受到它的用处。该示例更改关联表的 # 运算符。因为我意识到 # 只计算正确的未命名键。 # 也忽略 0 和负数。这是一个工作示例，如何将其替换为对每个表进行正确计数的函数...

 # lua
Lua 5.3.5  Copyright (C) 1994-2018 Lua.org, PUC-Rio
> -- Defining a table with 3 key/value pairs
> my_table={[0]=0,[1]=1,['metatable']={}}
> #my_table
1
> -- # is counting wrong it counts only my_table[1]
> -- Now set the empty my_table.metatable to my_table
> setmetatable(my_table,my_table.metatable)
> -- So it can be accessed without getmetatable()
> -- Now replacing # for associated table my_table
> -- in my_table.metatable with the metafuncion __len
> my_table.metatable.__len=function(array) local incr=0 for _ in pairs(array) do incr=incr+1 end return incr end
> -- Let's test # ...
> #my_table
3
> -- Now # is usefull because it counts correct
> -- And my_table.metatable can be set as a metatable for other tables
> -- where # is counting wrong but needed to count the correct way
> #_G
0
> setmetatable(_G,my_table.metatable)
> #_G
45
> #package.loaded
0
> setmetatable(package.loaded,my_table.metatable)
> #package.loaded
12
> -- Like _G or package.loaded for example