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 = "{\n"
     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.."\n"
     end
     return s.."}"
 end

 local s1 = Set:new({, , , })
 local s2 = Set:new({, })

 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：
 {
     [] =
     [] =
     [] =
     [] =
     [] =
     [] =
 }
 {
     [] =
     [] =
     [] =
     [] =
     [] =
     [] =
 }

　　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 = })
 print(myTb.name)
 print(myTb.age)
 print(myTb.sex)

 结果：
 Mical

 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 = })
 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 =
 print(nowTb.sex)

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