Lua中为表特定键添加get/set函数的正确实现方法

问题场景 #

我有一个包含函数、变量的Lua表，想给特定键（比如"b"）添加自定义get/set逻辑：读取"b"时执行getb()，写入时执行setb()。但写的代码出现了无限递归，尤其是操作不存在的键（比如"d"）时。

原代码：

t = {
    a = function ()
        print("doa")
    end,
    
    c = function ()
        print("doc")
    end
}

_b = 0

function getb()
    return _b
end

function setb(v)
    _b = v
end

mt = {
  __index = function (t,k)
    if (k == "b") then return getb() end -- 给特定键调用自定义get函数
    return t[k]   -- 访问原表
  end,

  __newindex = function (t,k,v)
    if (k == "b") then setb(v)  -- 给特定键调用自定义set函数
    else t[k] = v end -- 访问原表
  end
}
setmetatable(t, mt)

t.a()
t.b = 3
print(t.b)
t.c()
t.d = 3 -- 这行触发无限递归
print(t.d) -- 这行触发无限递归

问题原因 #

1. __index的无限递归：当访问t[k]且k不在t中时，会触发元表的__index方法。而代码中__index里又写了return t[k]，这会再次触发__index，形成无限循环。
2. __newindex的无限递归：当给t中不存在的键赋值时，会触发__newindex方法。代码中__newindex里写了t[k] = v，这又会再次触发__newindex，导致无限递归。

解决方法 #

方法一：用rawget/rawset绕过元表 #

使用Lua原生的rawget和rawset函数，它们可以直接操作原始表，不会触发元表的__index或__newindex方法：

t = {
    a = function ()
        print("doa")
    end,
    
    c = function ()
        print("doc")
    end
}

_b = 0

function getb()
    return _b
end

function setb(v)
    _b = v
end

mt = {
  __index = function (t,k)
    if k == "b" then 
        return getb() 
    end 
    return rawget(t, k)  -- 直接读取原表，不触发__index
  end,

  __newindex = function (t,k,v)
    if k == "b" then 
        setb(v) 
    else 
        rawset(t, k, v)  -- 直接写入原表，不触发__newindex
    end
  end
}
setmetatable(t, mt)

t.a()
t.b = 3
print(t.b) --> 输出3
t.c()
t.d = 3 
print(t.d) --> 输出3

方法二：代理表+私有原始表 #

把原始表存为私有变量，对外暴露代理表，所有操作通过代理表转发，避免直接操作触发元表逻辑：

local _t = {
    a = function ()
        print("doa")
    end,
    
    c = function ()
        print("doc")
    end
}

local _b = 0

function getb()
    return _b
end

function setb(v)
    _b = v
end

local t = {}
mt = {
  __index = function (_,k)
    if k == "b" then 
        return getb() 
    end 
    return _t[k]
  end,

  __newindex = function (_,k,v)
    if k == "b" then 
        setb(v) 
    else 
        _t[k] = v
    end
  end
}
setmetatable(t, mt)

t.a()
t.b = 3
print(t.b) --> 输出3
t.c()
t.d = 3 
print(t.d) --> 输出3

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user1806687