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lua：有关表访问的metamethod

article 2024/9/21 3:20:54

针对在两种正常状态：表的不存在的域的查询和修改，Lua也提供了改变 tables的行为的方法。

index metamethod

我们可以通过index元方法来实现访问table内部不存在的域时人为操控返回数据。

比如以下测试代码：

local set = {1,2,3}
setmetatable(set,{
    __index = function (t, k)
        print("index func "..k)
    end
})
print(set[4]) --index func 4     nil

set = {}
print(set[4]) --nil

由上可以看出当我们去访问表内不存在的域时会走一遍__index函数并取得相应返回值。同时我们需要注意的是在后期重新赋值整表的时候其metatable已经刷新，所以再次访问不存在的域时已不存在之前的效果。

__index同样可以是一个table类型而非函数类型，这样的意义即如若访问不存在的域则寻找这个table B，否则则查找这个table B的__index metamethod。

local A = {1,2,3}
local B = {["a"] = 4,["b"] = 5}
setmetatable(B,{
    __index = function (t,k)
        print("test B index func")
    end
})
setmetatable(A,{
    __index = B
})
print(A["a"]) --4
print(A["b"]) --5
print(A["c"]) --test B index func

因此则可以引出lua的重要概念：继承，通过index函数可以实现没找到原table的域时可以从父类寻找。

如若不想经过index操作则直接调用rawget(t,i)来寻找相应值。

newindex metamethod

__newindex metamethod在对表缺少的域赋值的时候会被调用，注意，调用了__newindex之后并不会自动进行赋值操作，意味着在newindex函数里需要手动赋值才行。参考如下代码：

local A = {1,2,3}
setmetatable(A,{
    __newindex =function (t, k, v)
        print("test A newindex func")
    end
})
A[4] = 4 --test A newindex func
for i = 1,4 do
    print(A[i]) -- 1 2 3 nil
end

可以发现赋值了key=4之后的A[4]访问值依然为nil，说明newindex内部仍然需要显式加上t[k] = v才可。

如若不想经过newindex操作则直接调用rawset(t,k,v)来进行表的赋值。

默认值的表

直接重写index函数，如若访问到了不存在的域，则默认返回某值即可，参考如下代码：

local A = {1,2,3}
setmetatable(A,{
    __index = function (t, k)
        return 1
    end
})
for i = 1,4 do
    print(A[i]) -- 1 2 3 1
end

当然如果担心每个对象都需要默认值访问逻辑，但是默认值都不同，也可以表内部维护一个local table变量，__index实际上就是调用这个local变量里的某个键值对即可，如下所示：

local A = {1,2,3}
local key = {}
setmetatable(A,{
    __index = function (t, k)
        return A[key]
    end
})

A[key] = 1 --如果后续每个对象都需要不同的默认值，则直接修改即可，不用担心冲突
for i = 1,4 do
    print(A[i]) -- 1 2 3 1
end

监控表

顾名思义，当我们对某个表进行赋值或者访问操作时，需要进行记录。我们可以创建一个代理表，这个代理表不存储任何数据，修改__index和__newindex函数来输出记录并定位至原表，如下所示：

local A = {1,2,3}
function Record(tb)
    local proxy = {}
    setmetatable(proxy,{
        __index = function (t, k)
            print("index")
            return tb[k]
        end,
        __newindex = function (t, k, v)
            print("newindex")
            tb[k] = v
        end
    })
    return proxy
end

local proxy = Record(A)
for i = 1,3 do
    print(proxy[i])
--[[
    index
    1
    index
    2
    index
    3
    ]]--
end
proxy[4] = 4 --newindex

只不过类似pairs的操作是无效的，因为proxy本身就是空表。