为什么在 Lua 中需要元表？

我是一名学习 Lua 的 C++ 程序员，想要理解为什么需要使用 getmetatable() 和 setmetatable()。

根据所有的教程，如果我想要从“基类”中创建一个“子类”（按照 C++ 的概念），那么在我的子类定义的某个地方，我会有如下的代码：

1) setmetatable(subclass, getmetatable(baseclass))

但为什么呢？为什么不直接这样做：

2) setmetatable(subclass, baseclass)

或者为什么不将所有的基类成员复制到子类中，并且完全不考虑元表呢？

3) for k,v in pairs(baseclass) do
    subclass[k] = v
end

毕竟，OOP 的概念就是让我的子类成为基类的一种类型，然后添加一些区别。所以我首先从基类复制一份，然后进行修改以使我的子类不同。

然后我意识到，也许元表是共享实例。也就是说，具有相同元表的类共享完全相同的元表内存。这是对的吗？如果我在单个元表中更改一个数据元素，那么具有该元表的所有表都将经历相同的数据更改？如果我在元表中有一个“计数器”变量并将其递增，则使用该元表的所有类都将使该成员变量递增。

这就是不清楚的所有教程中所没有阐明的不同之处，也是使元表如此令人困惑的原因。所以，按照 C++ 的术语，元表是这些共享元表的类的静态成员。

但是，上面的第 3 种方法仍然可以实现这个目标，但会浪费资源，因为它会创建基类成员的副本而不是共享它们。

那么，这是创建子类的有效函数吗？（复制一个基类，然后添加新成员使其与该基类不同）

local Developer = subclass(Person, { skillz = {"c++", "lua", "python"}})

function subclass(base, new_members)
    local self = {}
    setmetatable(self, getmetatable(base))
    local mt = getmetatable(self)
    for k,v in pairs(base) do -- 将不在元表中的基础成员复制到我们的元表中
        mt[k] = v
    end
    for k,v in pairs(new_members) do  -- 添加新成员或重写以使我们与基类不同！
        mt[k] = v
    end
    return self
end