Операторы

Объекты могут работать и с операторами. Обычно == между двумя таблицами проверяет, одна ли это таблица (как вы видели в уроке о таблицах как словарях, {} == {} равно false), а < или + между таблицами завершаются ошибкой. Метаметоды позволяют самим решить, что эти операторы делают с вашими объектами. Вот класс для мешков с собранным урожаем:

local Bag = {}
Bag.__index = Bag

function Bag.new(crop, kg)
    local bag = {crop = crop, kg = kg}
    setmetatable(bag, Bag)
    return bag
end

function Bag:__tostring()
    return self.crop .. ": " .. self.kg .. " кг"
end

function Bag.__add(a, b)
    return Bag.new(a.crop, a.kg + b.kg)
end

function Bag.__eq(a, b)
    return a.crop == b.crop and a.kg == b.kg
end

function Bag.__lt(a, b)
    return a.kg < b.kg
end

local potatoes = Bag.new("Картофель", 20)
local morePotatoes = Bag.new("Картофель", 15)
local carrots = Bag.new("Морковь", 20)

print(potatoes + morePotatoes)
print(potatoes == carrots, potatoes == Bag.new("Картофель", 20))
print(morePotatoes < potatoes, morePotatoes > potatoes)

local bags = {Bag.new("Тыква", 40), carrots, morePotatoes}
table.sort(bags)
for _, bag in ipairs(bags) do
    print(bag)
end

Он выводит:

Картофель: 35 кг
false	true
true	false
Картофель: 15 кг
Морковь: 20 кг
Тыква: 40 кг

Метаметод оператора получает обе стороны — a слева и b справа, а результатом оператора становится то, что он вернёт. Поэтому такие метаметоды определяют через точку и с двумя параметрами: обе стороны равноправны. (function Bag:__lt(other), где слева self, а справа other, была бы той же функцией.)

• __add — это +. potatoes + morePotatoes вызывает Bag.__add(potatoes, morePotatoes), которая возвращает новый мешок на 35 кг; ни один из двух мешков не меняется. Остальные работают так же: __sub для -, __mul для *, __div для /.
• __eq — это == (и ~=, его противоположность). Здесь два мешка равны, когда в них одна и та же культура и одинаковый вес, хотя это разные таблицы. Lua вызывает __eq только когда обе стороны — таблицы; мешок, сравниваемый с числом, просто не равен ему.
• __lt — это < (меньше). a > b — то же, что b < a, поэтому > тоже использует __lt. Для <= и >= нужен собственный метаметод, __le; без него они завершаются с ошибкой attempt to compare two table values.
• table.sort сравнивает элементы через <. С __lt он сортирует мешки без функции сравнения, начиная с самого лёгкого. Без __lt вызов table.sort(bags) завершается с ошибкой attempt to compare two table values, на этот раз без main.lua: и номера строки в начале, потому что ошибка происходит внутри table.sort. Строку, которая его вызвала, вы найдёте в трассировке под сообщением.

Типичная ошибка: применить оператор к тому, что не является объектом. potatoes + 5 вызывает Bag.__add(potatoes, 5), а b.kg для числа 5 завершается с ошибкой attempt to index a number value (local 'b').