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Lua | 每日一练 (2)

article 2025/2/27 14:01:47

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Lua | 每日一练 (2)
- 题目
- 参考答案

Lua | 每日一练 (2)

题目

简述 lua 中的元表（metatable），它的作用是什么？有哪些使用场景？

参考答案

在 lua 中元表主要作用改变表的默认行为（函数）。通过使用元表，可以为表定义特殊的元方法，从而使用运算符重载、访问控制、面向对象等功能。

自定义运算符

local v1 = { x = 3, y = 4 } -- 定义表 v1，其中包含元素 x 和 y
local v2 = { x = 1, y = 2 }

-- 定义自定义运算函数
local add = function(a, b)
    return { x = a.x + b.x, y = a.y + b.y }
end

-- 设置 v1 表的元表，并设置 add 元方法
setmetatable(v1, { __add = add })

-- 设置 v2 表的元表，并设置 add 元方法
setmetatable(v2, { __add = add })

local ret = v1 + v2
print(ret.x, ret.y) -- 4	6

控制属性访问

通过 __newindex 或 __index 元方法，可以实现只读属性或者动态字段

local readonly = { x = 10 }
local proxy = {}	-- 添加代理表

local mt = {
    -- 读取操作：从原始表中获取值
    __index = function(tb, key)
        return readonly[key]
    end,
    
    -- 写入操作：拦截所有赋值操作并抛出错误
    __newindex = function(tb, key, value)
        error("attempt to modify a read-only table")
    end
}

setmetatable(proxy, mt)	-- 对代理表设置元表

print(proxy.x) -- 10
proxy.x = 20   -- attempt to modify a read-only table
proxy.y = 1    -- attempt to modify a read-only table

模拟面向对象编程

local Animal = {}

function Animal:new(name)
    local obj = {}
    setmetatable(obj, self)
    self.__index = self
    obj.name = name or ""
    return obj
end

function Animal:speak()
    print(self.name .. " makes a sound.")
end

-- 创建对象
local dog = Animal:new("dog")
dog:speak() -- dog makes a sound.

数据验证

local function validate(tbl)
    local proxy = {}	-- 添加代理表
    local mt = {	
        __index = tbl,
        __newindex = function(t, k, v)
            if type(v) ~= "number" then
                error("only numbers are allowed")
            end
            if v < 0 then
                error("negative values are not allowed")
            end
        end
    }
    setmetatable(proxy, mt)	-- 代理表设置元表
    return proxy
end

local validated_table = validate({ a = 1, b = 2 })
validated_table.a = -1       -- negative values are not allowed
validated_table.b = "string" -- only numbers are allowed