Lua+元方法__lt：排序比较的自定义本质

【语法算法】

元方法 __lt 的触发就这一行：

setmetatable(t, { __lt = function(a, b) return a.score < b.score end })

两个表做 < 比较时——Lua 调用 __lt——排序比较的全部机制就这一行。可这一行的前后各有一个细节：前面是"两个操作数必须类型相同"，后面是"table.sort 内部会反复调用"。今天拆开。

一、触发、排序、反复三段

__lt 的三段。触发：两个表做 < 比较时——Lua 查左操作数的元表有没有 __lt——没有再查右操作数的——查到了就调用并返回布尔值。排序：table.sort(t) 内部反复调用 < 比较相邻元素——如果表中的元素是带 __lt 的表，排序就按自定义规则走——排序的稳定性取决于比较函数是否严格弱序。反复：table.sort 的比较次数是 O(n log n)——__lt 会被反复调用——每次调用都要分配栈帧——__lt 函数里不要做复杂操作。三段连起来：__lt 玩的是"把排序规则从内置类型扩展到自定义类型"——表的排序从此可以按任何自定义规则进行。

graph TD
    A["table.sort(t)"] --> B["比较 t[i] < t[j]"]
    B --> C{"t[i]有__lt?"}
    C -->|是| D["调用__lt(t[i], t[j])"]
    D --> E["返回true: 交换"]
    D --> F["返回false: 不交换"]
    C -->|否| G["报错: attempt to compare"]

二、排序的正确写法

local Skill = {}
Skill.__index = Skill

function Skill.new(name, cd, priority)
    return setmetatable({ name = name, cd = cd, priority = priority }, Skill)
end

Skill.__lt = function(a, b)
    return a.priority < b.priority
end

local skills = {
    Skill.new("火球", 3, 2),
    Skill.new("冰箭", 2, 1),
    Skill.new("雷电", 5, 3),
}

table.sort(skills)

for _, s in ipairs(skills) do
    print(s.name, s.priority)
end
-- 冰箭 1
-- 火球 2
-- 雷电 3

table.sort(skills) 自动走 __lt——排序结果按 priority 升序——不需要传比较函数——排序规则封装在元方法里。

三、严格弱序与比较的纪律

严格弱序是排序的数学要求：如果 a < b 且 b < c，则 a < c——不满足严格弱序的比较函数会导致 table.sort 报错 "invalid order function"——这是排序最常见的坑。避免的方法是比较函数只看一个字段——如果需要多字段排序，先按第一字段比较，相等再按第二字段——不要在比较函数里做复杂的逻辑判断。最后一条纪律：__lt 只处理 < 操作——> 和 >= 会自动用 < 取反——但 == 走的是 __eq 不是 __lt——三个比较元方法各管各的，不能混用。