Lua中__index 和__newindex 讲解

前言

这篇博文将通过几个简单的实例演示,巩固对__index和__newindex的理解,同时加深对Lua中元表和元方法的理解,如果对Lua的元表和元方法还不是很熟悉的话,请参考这篇文章:《Lua中的元表与元方法》。

具有默认值的table

我们都知道,table中的任何字段的默认值都是nil,但是通过元表,我们可以很容易的修改这一规定,代码如下:

function setDefault(tb, defaultValue) local mt = {__index = function () return defaultValue end} setmetatable(tb, mt) end local tb1 = {x = 10, y = 20} print(tb1.x, tb1.z) --> 10 nil setDefault(tb1, 100) -->设置默认值 print(tb1.x, tb1.z) --> 10 100 这里打印的就是默认值

可以看到,在代码中,setDefault函数为所有需要默认值的table创建了一个新的元表。如果准备创建很多需要默认值得table,这种方法的开销或许就比较大了。由于在元表中默认值defaultValue是与元方法关联在一起的,所以setDefault无法为所有table都使用同一个元表。如果要让具有不同默认值得table都使用同一个元表,那么就需要将每个元表的默认值存放在table本身中,可以使用一个额外的字段来存储默认值。例如以下代码:

local mt = {__index = function (t) return t.___ end} function setDefault(tb, defaultValue) tb.___ = defaultValue -- 非常谢谢hellowei犀利的review。具体请参见评论 setmetatable(tb, mt) end

上面代码中的“___”是为了防止名字冲突而起的名字;如果这样的话,你还担心名字冲突,确保key在table中的唯一性,只需要创建一个新的table,并用它作为key即可,每一个新创建的table都是一个唯一的地址,比如以下代码:

local key = {} -- 唯一的key local mt = {__index = function (tb) return tb[key] end} function setDefault(tb, defaultValue) tb[key] = defaultValue setmetatable(tb, mt) end

记录table的访问

有的时候,一种特定的需求,我们需要记录对一个table的所有访问,不管是查询还是更新,我们都需要记录日志。这如何完成?我们都知道,元表中的__index和__newindex是在table中没有所需要访问的index时才发挥作用的,因此,只有将一个table保持为空,然后设置__index和__newindex元方法,才有可能记录下来所有对它的访问。

为了监视一个table的所有访问,就应该为真正的table创建一个代理。这个代理就是一个空的table,其中__index和__newindex元方法可用于跟踪所有的访问,并将访问重定义到原来的table上。这就是思路,接下来看代码:

local t = {} --原来的table -- 保持对原table的一个引用 local _t = t -- 创建代理 t = {} -- 创建元表 local mt = { __index = function (t, k) print("access to element " .. tostring(k)) return _t[k] end, __newindex = function (t, k, v) print("update of element " .. tostring(k)) _t[k] = v end } setmetatable(t, mt) t.x = 10 -- update of element x print(t.x) -- access to element x

如果想要同时监视几个table,无须为每个table创建不同的元表;相反,只要以某种形式将每个代理与其原table关联起来,并且所有代理都共享一个公共的元表。这个问题与设置table默认值相关联的问题类似,也是将原来的table保存在代理table的一个特殊的字段中。代码如下:

-- 创建唯一索引 local index = {} -- 创建元表 local mt = { __index = function (t, k) print("access to element " .. tostring(k)) return t[index][k] end, __newindex = function (t, k, v) print("update of element " .. tostring(k)) t[index][k] = v end } function track(t) local proxy = {} proxy[index] = t setmetatable(proxy, mt) return proxy end local t = {} local proxy = track(t) proxy.x = 10 print(proxy.x)

 只读的table

通过代理的概念,可以很容易的实现只读的table。只需要跟踪所有对table的更新操作,并引发一个错误就好了,对于查询时,我们不用去馆,只需要管对table的更新操作,废话不说,来段简单的代码,自然而然的一目了然了。

function readOnly(t) local proxy = {} -- 创建元表 local mt = { __index = t, __newindex = function (t, k, v) error("Attempt to update a read-only table", 2) end } setmetatable(proxy, mt) return proxy end local tbDemo = readOnly{1, 2, 3, 4, 5} print(tbDemo[1]) tbDemo[1] = 20

元表中__index对应的是原来的table,而更新原来的table时,就会显示错误提示:Attempt to update a read-only table。

总结

这篇文章对Lua中的__index和__newindex的使用进行了详细的讲解和分析,并提供了实际的代码,主要是为了加深对Lua中元表和元方法的理解,元表和元方法在Lua中的地位太总要了,很多高级的编程技巧和特殊需求都是基于元表和元方法来实现了,所以,也希望大家能好好的阅读这篇文章,同时也希望我的文章对大家有帮助。

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