lua的Metatables和Metamethods

Metatable:

　　lua中的每一个表都有其Metatable，默认情况下Metatable为nil。可通过setmetatable函数设置或者改变一个表的Metatable，

也可以通过getmetatable得到一个表的Metatable。任何一个表都可以是其它表的Metatable，可以多个表共享一个Metatable，

一个表也可以是自身的Metatable。

作用：使我们可以改变table的行为

　　在metatable中设置__add, __sub, __mul, __div, __eq(等于), __lt(小于), __le(小于等于), __unm(负), __pow(幂)，

__concat (定义连接行为),__tostring等metamethod方法，可以实现类似于C++中运算符重载的效果。

实例：

Set = {}
Set.mt = {}
--setmetatable(Set.mt, Set.mt)

function Set:new( t )
    local tb = t or {}
    setmetatable(tb, Set.mt)
    return tb
end

function Set.union( a, b )
    local res = Set.new()
    for _, k in pairs(a) do
        table.insert(res, k)
    end
    for _, k in pairs(b) do
        table.insert(res, k)
    end
    return res
end

function Set.tostring( set )
    local s = "{
"
    local sep = "  "
    for _, k in pairs(set) do
        if type(k) == "boolean" then
            k = "boolean"
        elseif type(k) == "function" then
            k = "function"
        elseif type(k) == "table" then
            -- k = "table"
            k = Set.tostring(k)
        end
        s = s.."   [".._.."]".." = "..k.."
"
    end
    return s.."}"
end

local s1 = Set:new({10, 20, 30, 50})
local s2 = Set:new({40, 60})

Set.mt.__add = Set.union
Set.mt.__concat = Set.union
Set.mt.__tostring = Set.tostring

local s3 = s1 + s2
print(s3)

local s4 = s1..s2
print(s4)

这里+和..是等价的，所以s3==s4，结果：
{
    [1] = 10
    [2] = 20
    [3] = 30
    [4] = 40
    [5] = 50
    [6] = 60
}
{
    [1] = 10
    [2] = 20
    [3] = 30
    [4] = 40
    [5] = 50
    [6] = 60
}

　　当我们对两个有不同metatable的表进行加操作时，则检查第一个表的metatabled是否有__add，有则用之，
没有就再去检查第二个表。。。还没有就报错。

__index:

　　我们在访问一个表不存在的域时，lua解释器会去查找metatabled中是否有__index方法(metamethod)，如果不存在则返回nil，

否则由__index方法返回。__index可以是函数也可以是表

Set.mt.__index = function (tb, key)--这里会传进来一个table和key
    return "get "..key.." is null"
end

-- Set.mt.__index = {sex = "man"}

local myTb = Set:new({name = "Mical", age = 12})
print(myTb.name)
print(myTb.age)
print(myTb.sex)

结果：
Mical
12
get sex is null

__newindex:

 　　当你给表不存在的值赋值时，lua解释器就会查找对应Metatable中的__newindex方法(metamethod)。如果存在则调用这个函数而不进行赋值。

Set.mt.__newindex = function (tb, key, val)
    print("can't set "..key.." value")
end
local myTb = Set:new({name = "Mical", age = 12})
myTb.sex = "man"

结果：
can't set sex value

rawset(t, k, v):

　　不调用任何的metamethod 对表t的k域赋值为v，上述例子就可以用rawset(myTb, "sex", "man")赋值。

给表设置默认值：

local key = {}
local mt = {__index = function(t) return t[key] end}
function setDefault(t, d)
    t[key] = d
    setmetatable(t, mt)
end

监控表： 

index用于查询，__newindex用于更新，它们都是在访问的域不存在的时候才起作用。如果我们想捕获对一个表的所有反问，可以通过保持这个表为空来实现。

local index = {}
local mt = { __index = function(t, k)
                print("access to element "..tostring(k))
                return t[index][k]
                end,
             __newindex = function(t, k, v)
                print("update of element "..tostring(k).." to "..tostring(v))
                t[index][k] = v
                end
            }
local function track(t)
    local proxy = {}
    proxy[index] = t
    setmetatable(proxy, mt)
    return proxy
end

local myTb = {}
local nowTb = track(myTb)
nowTb.name = "mical"
print(nowTb.name)

nowTb.age = 12
print(nowTb.sex)

for k, v in pairs(nowTb) do
    print(k, "
", v);
end