Lua 元表(Metatable)

在 Lua 中，元表（metatable）是一种特殊的表，用于改变表的行为。元表为表提供了一组操作，例如重载表的算术运算、比较运算等。每个表都可以有一个元表，通过元表，可以在表上定义元方法（metatable methods），这些方法会在特定的操作发生时被调用。

以下是关于 Lua 元表的一些基本概念和使用方法：

设置元表

可以使用 setmetatable 函数为一个表设置元表：

-- 创建一个表
local myTable = {name = "Alice", age = 30}

-- 创建一个元表
local metaTable = {__index = {gender = "Female"}}

-- 设置元表
setmetatable(myTable, metaTable)

在上述例子中，如果在 myTable 中没有找到某个键的值，Lua 会查找元表的 __index 字段，如果找到，就返回对应的值。这样，myTable 就具有了额外的键值对，如 gender。

元方法

元表可以定义一些特殊的键，这些键对应的值是函数，被称为元方法。这些元方法会在特定的操作发生时被调用。

-- 创建一个表
local table1 = {x = 10, y = 20}
local table2 = {x = 5, y = 15}

-- 创建元表
local metaTable = {
    __add = function (t1, t2)
        return {x = t1.x + t2.x, y = t1.y + t2.y}
    end
}

-- 设置元表
setmetatable(table1, metaTable)
setmetatable(table2, metaTable)

-- 使用元方法
local result = table1 + table2
print(result.x, result.y)  -- 输出 15 35

在上述例子中，__add 是一个元方法，它定义了表相加时的行为。当使用 + 运算符相加两个表时，Lua 会调用元表中的 __add 元方法。

防止表的修改

元表还可以用于防止对表的修改，通过设置元表的 __metatable 字段，可以限制对元表的访问。

local myTable = {name = "Bob"}

local metaTable = {
    __metatable = "This is a protected table."
}

setmetatable(myTable, metaTable)

print(getmetatable(myTable))  -- 输出 "This is a protected table."

在上述例子中，如果尝试修改 myTable 的元表，会得到一个错误。

元表提供了强大的元编程能力，使得可以定制和扩展 Lua 中表的行为。然而，对于简单的应用，不需要使用元表，而是直接使用普通的表操作即可。

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