元表的作用
元表是用来定义对table或userdata操作方式的表
举个例子
local t1 = {1}
local t2 = {2}
local t3 = t1 + t2我们直接对两个table执行＋运算，会报错
lua: /usercode/file.lua:3: attempt to perform arithmetic on local ‘t1‘ (a table value)因为程序不知道如何对两个表执行+运行，这时候就需要通过元表来定义如何执行t1的+运算，有点类似于c语言中的运算符重载。
local mt = {}
--定义mt.__add元方法（其实就是元表中一个特殊的索引值）为将两个表的元素合并后返回一个新表
mt.__add = function(t1,t2)
local temp = {}
for _,v in pairs(t1) do
table.insert(temp,v)
end
for _,v in pairs(t2) do
table.insert(temp,v)
end
return temp
end
local t1 = {1,2,3}
local t2 = {2}
--设置t1的元表为mt
setmetatable(t1,mt)
local t3 = t1 + t2
--输出t3
local st = "{"
for _,v in pairs(t3) do
st = st..v..", "
end
st = st.."}"
print(st)结果为：
{1, 2, 3, 2, }因为程序在执行t1+t2的时候，会去调用t1的元表mt的__add元方法进行计算。
具体的过程是：
1.查看t1是否有元表，若有，则查看t1的元表是否有__add元方法，若有则调用。
2.查看t2是否有元表，若有，则查看t2的元表是否有__add元方法，若有则调用。
3.若都没有则会报错。
所以说，我们通过定义了t1元表的__add元方法，达到了让两个表通过+号来相加的效果
元表的元方法
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| __add | 运算符 + |
| __sub | 运算符 - |
| __mul | 运算符 * |
| __ div | 运算符 / |
| __mod | 运算符 % |
| __unm | 运算符 -（取反） |
| __concat | 运算符 .. |
| __eq | 运算符 == |
| __lt | 运算符 < |
| __le | 运算符 <= |
| __call | 当函数调用 |
| __tostring | 转化为字符串 |
| __index | 调用一个索引 |
| __newindex | 给一个索引赋值 |
由于那几个运算符使用类似，所以就不单独说明了，接下来说 __call， __tostring， __index， __newindex四个元方法。
__call
__call可以让table当做一个函数来使用。
local mt = {}
--__call的第一参数是表自己
mt.__call = function(mytable,...)
--输出所有参数
for _,v in ipairs{...} do
print(v)
end
end
t = {}
setmetatable(t,mt)
--将t当作一个函数调用
t(1,2,3)结果：
1
2
3__tostring
__tostring可以修改table转化为字符串的行为
local mt = {}
--参数是表自己
mt.__tostring = function(t)
local s = "{"
for i,v in ipairs(t) do
if i > 1 then
s = s..", "
end
s = s..v
end
s = s .."}"
return s
end
t = {1,2,3}
--直接输出t
print(t)
--将t的元表设为mt
setmetatable(t,mt)
--输出t
print(t)结果：
table: 0x14e2050
{1, 2, 3}__index
调用table的一个不存在的索引时，会使用到元表的__index元方法，和前几个元方法不同，__index可以是一个函数也可是一个table。
作为函数：
将表和索引作为参数传入__index元方法，return一个返回值
local mt = {}
--第一个参数是表自己，第二个参数是调用的索引
mt.__index = function(t,key)
return "it is "..key
end
t = {1,2,3}
--输出未定义的key索引，输出为nil
print(t.key)
setmetatable(t,mt)
--设置元表后输出未定义的key索引，调用元表的__index函数，返回"it is key"输出
print(t.key)结果：
nil
it is key作为table：
查找__index元方法表，若有该索引，则返回该索引对应的值，否则返回nil
local mt = {}
mt.__index = {key = "it is key"}
t = {1,2,3}
--输出未定义的key索引，输出为nil
print(t.key)
setmetatable(t,mt)
--输出表中未定义，但元表的__index中定义的key索引时，输出__index中的key索引值"it is key"
print(t.key)
--输出表中未定义，但元表的__index中也未定义的值时，输出为nil
print(t.key2)结果：
nil
it is key
nil__newindex
当为table中一个不存在的索引赋值时，会去调用元表中的__newindex元方法
作为函数
__newindex是一个函数时会将赋值语句中的表、索引、赋的值当作参数去调用。不对表进行改变
local mt = {}
--第一个参数时表自己，第二个参数是索引，第三个参数是赋的值
mt.__newindex = function(t,index,value)
print("index is "..index)
print("value is "..value)
end
t = {key = "it is key"}
setmetatable(t,mt)
--输出表中已有索引key的值
print(t.key)
--为表中不存在的newKey索引赋值，调用了元表的__newIndex元方法，输出了参数信息
t.newKey = 10
--表中的newKey索引值还是空，上面看着是一个赋值操作，其实只是调用了__newIndex元方法，并没有对t中的元素进行改动
print(t.newKey)结果：
it is key
index is newKey
value is 10
nil作为table
__newindex是一个table时，为t中不存在的索引赋值会将该索引和值赋到__newindex所指向的表中，不对原来的表进行改变。
local mt = {}
--将__newindex元方法设置为一个空表newTable
local newTable = {}
mt.__newindex = newTable
t = {}
setmetatable(t,mt)
print(t.newKey,newTable.newKey)
--对t中不存在的索引进行负值时，由于t的元表中的__newindex元方法指向了一个表，所以并没有对t中的索引进行赋值操作将，而是将__newindex所指向的newTable的newKey索引赋值为了"it is newKey"
t.newKey = "it is newKey"
print(t.newKey,newTable.newKey)结果：
nil nil
nil it is newKeyrawget 和 rawset
有时候我们希望直接改动或获取表中的值时，就需要rawget和rawset方法了。
rawget可以让你直接获取到表中索引的实际值，而不通过元表的__index元方法。
local mt = {}
mt.__index = {key = "it is key"}
t = {}
setmetatable(t,mt)
print(t.key)
--通过rawget直接获取t中的key索引
print(rawget(t,"key"))结果：
it is key
nilrawset可以让你直接为表中索引的赋值，而不通过元表的__newindex元方法。
local mt = {}
local newTable = {}
mt.__newindex = newTable
t = {}
setmetatable(t,mt)
print(t.newKey,newTable.newKey)
--通过rawset直接向t的newKey索引赋值
rawset(t,"newKey","it is newKey")
print(t.newKey,newTable.newKey)结果：
nil nil
it is newKey nil元表的使用场景
作为table的元表
通过为table设置元表可以在lua中实现面向对象编程。
作为userdata的元表
通过对userdata和元表可以实现在lua中对c中的结构进行面向对象式的访问。
原文地址：https://www.cnblogs.com/blueberryzzz/p/8947446.html