lua中的表及面向对象

在lua中，只有唯一的一种数据结构，表。通过表，却可以用来实现类一样的形式，其关键是对于表的元方法的使用，可以有很多奇妙的用处。

Lua中，所有的值都可以有一个有一个元表(metatable)，元表中的元素定义了对于值特定操作的方法，就叫做元方法。当然，这些元表是有默认值的，但我们可以通过改变值元表中的元方法来进行特定操作行为的改变。

可以通过setmetatable()函数来修改一个表的元表，而其他类型的值元表只能通过 C API来改变。

默认情况下，值是没有元表的，所以我们手动去设置，但 string库为字符串类型设置了一个元表。

表table

lua中没有复杂的数据结构，只有表。通过代码：

t = {}

就建立了一个表。可以验证，其确实是没有元表的：

print(getmetatable(t))

getmetatable()用来获取一个表的元表。

输出将是nil。而对于字符串：

print(getmetatable("hello world")

其输出会是类似table: 0x ...这样。表示其有一个元表。

元表的元素

一个完整的元表，看起来应该是这样的：

mt = { "__ev" = method, ... }

其中ev可以是，__add, _sub, __mul, __div, __mod, __pow, __unm, __idiv, __band, __bor, __bxor, __bnot, __shl, __shr, __concat, __len, __eq, __lt, __le, __index, __newindex。这里面的键被成为事件。

__index事件

我们重点关注一下__index这个事件。

假如我们有一个表 t = {1, x = 2, y = 3,}，那么，t.x 与 t[“x”]的值应该是一样的：

t = {1, x = 2, y = 3,}
print(t.x, t["x"])
print(t.n)

以 键 作为索引访问表的元素时，这是正确的。但如果是整数作为索引来访问表元素的话，这就是不对的。t[1]，不会等于 t.1，而会出现一个错误。

我们特意用t.n来访问一个表中不存在的元素，很明显，其输出是nil。

我们现在来看一下，官方对于 __index事件的说明：

索引访问table[key]。这个事件会在table不是一个表，或key在表中不存在的时候发生。

元方法可以是函数和一个表。如果是函数，以table, key作为参数调用这个元方法，函数返回的结果，就是这个索引访问操作的结果；如果元方法是一个表，那么就以key来索引访问这个 作为元方法的表 中元素。（这个索引访问走的常规流程，也有可能引发另外一次元方法的调用）

我们现在给表t，设置一个元表mt，mt内定义了__index的元方法。

t = {1, x = 2, y = 3,}
print(t.x, t["x"])
print(t.n)

mt = {}
mt.__index = function (table, key) print "this key is not here"; return 10 end

setmetatable(t, mt)

print(t.n)

输出将是：

    this key is not here

由于访问了不存在的索引，所以触发了__index事件。

现在，我们把mt中__index的元方法设置为一个表：

t = {1, x = 2, y = 3, func = print}

print "------------"
mt = {}
mt.__index = function (table, key) print "oh, I'm in table a, but not in table t"; return 20 end

setmetatable(t, mt)
print(t.n)
print(t.n)

print "------------"
a = { n = 10}
mt.__index = a
setmetatable(t, mt)

print(t.n)
a.n = 10	
print(t.n)

输出将是:

------------
oh, I'm in table a, but not in table t
20
oh, I'm in table a, but not in table t
20
------------
10
20

当元方法是一个函数时，索引访问的结果，是元方法调用的结果，同时不存在键不会被加上；而当元方法是一个表时，会从作为元方法的那个表内取出对应的值来 加到当前表上。

到这里，想必你已经发现了什么。

函数是匿名的

Lua中，所有的函数都是匿名的。

function (v)
	return v
end

其实与:

foo = function (v) return v end

是等价的。

调用函数的时候，括号是必须的。但在只有一个参数，且参数是字符串或表的时候可以省略。

也就是说：

print("hello world") 与 print "hello world"等价。

表中的函数

所以：

t = {}

function t.func ()
	return "one"
end
print(t.func())

t.func = function () return "one" end
print(t.func())

后面对t.func进行赋值的两种形式是等价的，但第一中形式看起来会更加易读一些。

面向对象

表也是一个对象。一个对象，简单来说，会具有状态（属性），方法，可以通过方法来改变自身状态等等。

我们来假设一个钱包的情况。

wallet = { remain = 0 }
function wallet.pay(v)
	wallet.remain = wallet.remain - v
end

print(a.remain)
wallet.pay(10)
print(a.remain)

输出是什么？

0
-10

wallet.pay()调用影响了a的值，这说明Lua中，值存储于内存中，变量只是对其的一个引用。

我们再来看另外一个问题：

wallet = nil
a.pay(10)

输出是：

attempt to index a nil value (global 'wallet')

我们销毁了wallet变量，这个时候a也无法工作了。这是因为在pay调用中，所操作的对象是wallet。 而我们需要的，是操作a本身。

在面向对象的概念中，一个对象，调用方法，叫做向这个对象发送消息，换言之，对象就是消息的接收着。

在上面的例子者，消息的接收者是a，而操纵的对象却是wallet，这是一种非常不好的做法，我们也应在 方法的内部去 操纵全局变量。

我们需要的，其实是一种操纵消息接收者自身的机制。幸好，Lua提供了这个机制，通过:冒号来调用方法，即可在方法内部使用self这个代表自身的对象。

将上面的代码进行修改:

wodediannaodeMacBook-Air:lua shouzheng.zhang$ lua 1.lua
wallet = { remain = 0 }
function wallet:pay(v)
        self.remain = self.remain - v
end

a = wallet

print(a.remain)
wallet:pay(10)
print(a.remain, wallet.remain)


wallet = nil
a:pay(10)
print(a.remain)

如此，通过:调用方法（函数），就少了这么多的麻烦事情了。

继承

回到前面那个问题，wallet和a引用的对象都是一样的，所以会造成相互调用间出现影响的情况。

而通过 __index事件一节我们看到，对于 一个表 t，中不存在的元素，其会通过其 元表t.mt中 __index事件的元方法来寻找。而当 元方法是个表时， 还会直接通过 元方法表 中对应的索引值 来初始化自身表内的 键-值对。

那么，我们可以通过把一个 表　ａ　作为表　ｂ　的＿＿index元方法表，这样，b就能 继承到 a 的所有元素。

a = { remain = 0 }
function a:new(o)
	o = o or {}
	setmetatable(o, self)
	self.__index = self
	return o
end

function a:withdraw(v)
	self.remain = self.remain + v
end

function a:pay(v)
	self.remain = self.remain - v
end

这里，我们可以把ａ　看成一个类，其方法　new() 创建表o，并把表 a 作为其 元表，同时把 元表 __index事件的值设置为 a，就可以让 o从 a 取得任何其不具有的元素。