【游戏开发】小白学Lua——从Lua查找表元素的过程看元表、元方法

引言

上篇博客中,我们简单地学习了一下Lua的基本语法。其实在Lua中有一个还有一个叫元表的概念,不得不着重地探讨一下。元表在实际地开发中,也是会被极大程度地所使用到。本篇博客,就让我们从Lua查找表元素的过程,来探讨学习一下Lua中的元表。

一、什么是元表

在Lua table中我们可以访问对应的key来得到value值,但是却无法对两个table进行操作。因此Lua 提供了元表(Metatable),允许我们改变table的行为,每个行为关联了对应的元方法。通俗来说,元表就像是一个“操作指南”,里面包含了一系列操作的解决方案,例如__index方法就是定义了这个表在索引失败的情况下该怎么办,__add方法就是告诉table在相加的时候应该怎么做。这里面的__index,__add就是元方法,下面我们详细解读一下元方法。

二、什么是元方法

通过上面的知识,我们知道了通过使用元表可以定义Lua如何计算两个table的相加操作。当Lua试图对两个表进行相加时,先检查两者之一是否有元表,之后检查是否有一个叫"__add"的字段,若找到,则调用对应的值。"__add"等即时字段,其对应的值(往往是一个函数或是table)就是"元方法"。很多人对Lua中的元表和元方法都会有一个这样的误解:“如果A的元表是B,那么如果访问了一个A中不存在的成员,就会访问查找B中有没有这个成员”。如果说这样去理解的话,就大错特错了,实际上即使将A的元表设置为B,而且B中也确实有这个成员,返回结果仍然会是nil,原因就是B的__index元方法没有赋值。别忘了我们之前说过的:“元表是一个操作指南”,定义了元表,只是有了操作指南,但不应该在操作指南里面去查找元素,而__index方法则是“操作指南”的“索引失败时该怎么办”。下面我们通过几段实际的代码来看一下Lua的表元素的查找过程以便更深入地体会上述这些概念。

下面是一些Lua表中可以重新定义的元方法:

__add(a, b) --加法
__sub(a, b) --减法
__mul(a, b) --乘法
__div(a, b) --除法
__mod(a, b) --取模
__pow(a, b) --乘幂
__unm(a) --相反数
__concat(a, b) --连接
__len(a) --长度
__eq(a, b) --相等
__lt(a, b) --小于
__le(a, b) --小于等于
__index(a, b) --索引查询
__newindex(a, b, c) --索引更新(PS:不懂的话,后面会有讲)
__call(a, ...) --执行方法调用
__tostring(a) --字符串输出
__metatable --保护元表

三、Lua的表元素查找机制

众所周知,Lua的表本质其实是个类似Dictionary的东西,其元素是很多的Key-Value键值对。如果尝试访问了一个表中并不存在的元素时,就会触发Lua的一套查找机制,Lua也是凭借这个机制来模拟了类似“类”的行为。下面是一段简单地访问表中元素的代码:

myTable = {
    prop1 = 'Property',
}
print (myTable.prop1)
print (myTable.prop2)  --打印不存在的成员prop2

稍微有些Lua语法的同学,一看就可以看出,上面的输出结果为:Property  nil 。输出为nil的原因很简单,myTable中并没有prop2这个成员,这符合我们平时操作Dictionary的习惯。但对于Lua的表,如果myTable有元表和元方法,情况就不同了。下面我们再看一下设置了元表和元方法的代码:

father = {  
    prop1=1  
}  
son = {  
    prop2=1  
}  
setmetatable(son, father) --把son的metatable设置为father  
print (son.prop1) 

执行输出的结果仍然为:nil,这正印证了上面所说的,只设置元表是不管用的。再来看看同时设置元表和对应的元方法的代码:

father = {  
    prop1=1  
}  
father.__index = father -- 把father的__index方法指向它本身
son = {  
    prop2=1  
}  
setmetatable(son, father) --把son的metatable设置为father  
print (son.prop1)

执行输出的结果为:1。

结合上述的几个小例子,我们再来解释一下__index元方法的含义:在上面的例子中,当访问son.prop1时,son中是没有prop1这个成员的。接着Lua解释器发现son设置了元表:father,(需要注意的是:此时Lua并不是直接在fahter中找到名为prop1的成员,而是先调用father的__index方法),如果__index方法为nil,则直接返回nil。如果__index指向了一张表(上面的例子中father的__index指向了自己本身),那么就会到__index方法所指向的这个表中去查找名为prop1的成员。最终,我们在father表中找到了prop1成员。这里的__index方法除了可以是一个表,也可以是一个函数,如果是函数的话,__index方法被调用时会返回该函数的返回值。

Lua查找一个表元素的规则可以归纳为如下几个步骤:

  • Step1:在表自身中查找,如果找到了就返回该元素,如果没找到则执行Step2;
  • Step2:判断该表是否有元表(操作指南),如果没有元表,则直接返回nil,如果有元表则继续执行Step3;
  • Step3:判断元表是否设置了有关索引失败的指南(__index元方法),如果没有(__index为nil),则直接返回nil;如果有__index方法是一张表,则重复执行Step1->Step2->Step3;如果__index方法是一个函数,则返回该函数的返回值

作者:马三小伙儿 出处:http://www.cnblogs.com/msxh/p/7745553.html 请尊重别人的劳动成果,让分享成为一种美德,欢迎转载。另外,文章在表述和代码方面如有不妥之处,欢迎批评指正。留下你的脚印,欢迎评论!

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