Lua查找表元素过程元表、__index方法是如何工作的

近日开始频繁使用Lua，于是把这块东西理了一下，特此记录。


Lua的表本质其实是个类似HashMap的东西，其元素是很多的Key-Value对，如果尝试访问了一个表中并不存在的元素时，就会触发Lua的一套查找机制，也是凭借这个机制，才能够实现“面向对象”的。


举例说明：

[plain] view plain copy print ?

1. tempTable = {}  
2. print(tempTable.memberA) --这里试图打印tempTable并不存在的成员memberA  

执行结果：nil
输出为nil的原因很简单，tempTable中并没有memberA这个成员，这符合我们平时对HashMap的认知。但对于Lua表，如果tempTable有元表，情况就不同了。


什么是元表：
元表像是一个“操作指南”，里面包含了一系列操作的解决方案，例如__index方法就是定义了这个表在索引失败的情况下该怎么办。


__index元方法：
按照之前的说法，如果A的元表是B，那么如果访问了一个A中不存在的成员，就会访问查找B中有没有这个成员。这个过程大体是这样，但却不完全是这样，实际上，即使将A的元表设置为B，而且B中也确实有这个成员，返回结果仍然会是nil，原因就是B的__index元方法没有赋值。按照我的理解，__index方法是用来确定一个表在被作为元表时的查找方法。这么说有点绕。所以：


举个栗子：）

[plain] view plain copy print ?

1. father = {  
2.     house=1  
3. }  
4. son = {  
5.     car=1  
6. }  
7. setMetatable(son, father) --把son的Metatable设置为father  
8. print(son.house)  

输出的结果是nil，但如果把代码改为

[plain] view plain copy print ?

1. father = {  
2.     house=1  
3. }  
4. father.__index = father -- 把father的__index方法指向自己  
5. son = {  
6.     car=1  
7. }  
8. setMetatable(son, father)  
9. print(son.house)  

输出的结果为1，符合预期

这样一来，结合上例，来解释__index元方法的含义：

在上述例子中，访问son.house时，son中没有house这个成员，但Lua接着发现son有元表father，于是此时father被当做元表来查找，此时，Lua并不是直接在father中找名为house的成员，而是调用father的__index方法，如果__index方法为nil，则返回nil，如果是一个表（上例中father的__index方法等于自己，就是这种情况），那么就到__index方法所指的这个表中查找名为house的成员，于是，最终找到了house成员。
注：__index方法除了可以是一个表，还可以是一个函数，如果是一个函数，__index方法被调用时将返回该函数的返回值。


到这里，总结一下Lua查找一个表元素时的规则，其实就是如下3个步骤:


1.在表中查找，如果找到，返回该元素，找不到则继续 2.判断该表是否有元表，如果没有元表，返回nil，有元表则继续 3.判断元表有没有__index方法，如果__index方法为nil，则返回nil；如果__index方法是一个表，则重复1、2、3；如果__index方法是一个函数，则返回该函数的返回值