lua元表和面向对象

元表

首先lua中的number类型是可以执行一些操作的，比如

1 + 1 //2
1 - 1 //0

如果我们定义两个复数如下，希望能实现其的加法

local a = {1, 2}
local b = {3, 4}
// 相加我们希望得到 {4， 6}

如果我们直接相加这两个变量，lua解释器会告诉我们有错误。
这个时候我们就可以通过元表的方式来达到我们期望的结果，元表可以理解为一个元操作或者行为的集合。可以通过 setmetatable 设置table的元表 getmetatable获取任意变量的元表。一个新的table创建时元表为空。

表达式a+b，在Lua中是按照以下步骤进行的

1. 先判断a和b两者之一是否有元表
2. 检查该元表中是否有一个叫__add的字段；如果找到了该字段，就调用该字段对应的值，这个值对应的是一个方法；

在Lua中，每个值都有一个元表，table和userdata类型的每个变量都可以有各自独立的元表，而其他类型的值则共享其类型所属的单一元表。

local m = {
    __add = function (a, b)
        return {a[1] + b[1], a[2] + b[2]}
    end
}
local a = setmetatable({1,2}, m)
local b = setmetatable({3,4}, m)
// 这时a + b 就会得到结果 {4, 6}

除了加法，元表中还有其他的操作如下表

Mode	描述
__add	加
__sub	减
__mul	乘
__div	除
__mod	取余
__unm	取相反数
__concat	连接
__eq	等于
__lt	小于
__le	小于等于
__call	将table作为方法调用时会调用元表的__call
__tostring	将table作为string传入时会调用元表的__tostring
__index	下面讲
__newindex	下面讲

__index元方法

访问一个table的字段时，如果table有这个字段，直接返回对应的值；
当table没有这个字段，就会去找table的元表的__index,没有找到返回nil。
如果有的话分两种情况，__index可以是方法也可以是一个table。

如果是一个方法，会将table和key传入调用此方法，结果如下

local m = {
    __index = function(table, key)
        return key .. key
    end
}

local t = {}
setmetatable(t, m)
// 这时 t.a == 'aa', t.abc == 'abcabc'

如果是一个table,就会去找这个table对应的key,找到则返回，没找到则会继续找这个table的元表的__index，也就是说会一直向上寻找。

local a = {}
local b = {a = 1}
local c = {b = 2}
setmetatable(a, {__index = b})
setmetatable(b, {__index = c})
// a.a == 1
// a.b == 2

__newindex元方法

这个方法是在更新table的key时调用，也就是给table的key赋值时。主要的作用在于可以

local a = {}
setmetatable(a, {
    __newindex = function(table, key, value) 
    print(key)
    print(value)
    end
})
a.a = 10
// 会打印出 a 10

面向对象

有了上面元表的基础，我们就可以实现lua的面向对象了。我们定义一个table作为类，当我们创建对象时，将这个类作为元方法中的__index,再使用lua中的self关键字

local People = {
    name = ''
}

function People:say()
    print(self.name)
end

function People:new(name)
    local o = {name = name}
    setmetatable(o, {__index = self})
    
    return o
end

local xiaoming = People:new('xiaoming')
xiaoming:say() // 打印出 xiaoming

下面是继承

local People = {
    name = ''
}

function People:say()
    print(self.name)
end

function People:new(name)
    local o = {name = name}
    setmetatable(o, {__index = self})

    return o
end

local Teacher = {
}
function Teacher:say()
    print('teacher ' .. self.name)
end
setmetatable(Teacher, {__index = People})

local xiaoming = Teacher:new('xiaoming')
xiaoming:say() // 打印出 teacher xiaoming

当然，实现类与对象和继承的方式还有其他的很多种，上面只是示范其中的原理。我们可以封装一个 class 方法，用来定义类并可以传入父类，更方便地实现面向对象。这里就不详述了。直接搜索相关关键字就好。