元表概念：

• 引言：Lua中的每个值都有一套预定义的操作集合，如数字相加等。但无法将两个table相加，此时可通过元表修改一个值的行为，使其在面对一个非预定义的操作时执行一个指定操作。

• 访问机制：一般的元方法都只针对Lua的核心，也就是一个虚拟机。它会检测一个操作中的值是否有元表，这些元表是否定义了关于次操作的元方法。例如两个table相加，先检查两者之一是否有元表，之后检查是否有一个叫“__add”的字段，若找到，则调用对应的值。“__add”等即时字段，其对应的值（往往是一个函数或是table）就是“元方法”。

元表实例

• setmetatable（只能用于table）和getmetatable（用于任何对象）

  • 语法：setmetatable (table, metatable)，对指定table设置metatable      【如果元表(metatable)中存在__metatable键值，setmetatable会失败】

  • 语法：tmeta = getmetatable (tab)，返回对象的元表(metatable)             【如果元表(metatable)中存在__metatable键值，当返回__metatable的值】

  • 代码：

    print(getmetatable("lua")) -->table: 002F19B8
    print(getmetatable(10))    -->nil
    
    
    --使用__metatable可以保护元表，禁止用户访问元表中的成员或者修改元表。
    tA = {}
    mt = {}
    getmetatable(tA, mt)
    mt.__metatable = "lock"
    setmetatable(tA, mt)
    print(getmetatable(tA))  -->lock

• 算术类元方法:     字段:__add  __mul  __ sub  __div  __unm  __mod  __pow  (__concat)
  • 代码：（两个table相加）

    tA = {1, 3}
    tB = {5, 7}
    
    --tSum = tA + tB
    mt = {}
    
    mt.__add = function(t1, t2)
    	for _, item in ipairs(t2) do
    		table.insert(t1, item)
    	end
    return t1
    end
    
    setmetatable(tA, mt)
    
    tSum = tA + tB
    
    for k, v in pairs(tSum) do
    	print(v)
    end

• 关系类元方法： 字段：__eq __lt(<) __le(<=)，其他Lua自动转换 a~=b --> not(a == b) a > b --> b < a a >= b --> b <= a 【注意NaN的情况】
  • 代码：

    --比较集合大小 <
    mt = {}
    function mt.__lt(tA, tB)
    	return #tA < #tB
    end
    
    tA, tB = {3}, {1, 2}
    
    setmetatable(tA, mt)
    setmetatable(tB, mt)
    
    print(tA < tB)

• table访问的元方法： 字段: __index __newindex

  • __index:
        查询：访问表中不存的字段
        rawget(t, i)

  • __newindex：
        更新：向表中不存在索引赋值
        rawswt(t, k, v)

贯穿《Programming in Lua》元表与元方法整张的实例

--[[
Set = {}
mt = {} --元表

function Set.new(l)
	local set = {}
	setmetatable(set, mt)
	for _, v in ipairs(l) do
		set[v] = true
	end
	return set
end


--================================================
function Set.tostring(set)
	local l = {}
	for e in pairs(set) do
		l[#l + 1] = e
	end
	return "{" .. table.concat(l, ",") .. "}"
end


function Set.print(s)
	print(Set.tostring(s))
end


--1 加(__add), 并集===============================
function Set.union(a, b)
--[[	if getmetatable(a) ~= mt or getmetatable(b) ~= mt then
		error("attemp to 'add' a set with a non-set value", 2)   --error第二个参数的含义P116
	end]]
	local res = Set.new{}
	for k in pairs(a) do res[k] = true end
	for k in pairs(b) do res[k] = true end
	return res
end

s1 = Set.new{10, 20, 30, 50}
s2 = Set.new{30, 1}
--print(getmetatable(s1))
--print(getmetatable(s2))

mt.__add = Set.union

s3 = s1 + s2
--Set.print(s3)

--[[元表混用
s = Set.new{1, 2, 3}
s = s + 8
Set.print(s + 8)
]]

--2 乘(__mul), 交集==============================
function Set.intersection(a, b)
	local res = Set.new{}
	for k in pairs(a) do
		res[k] = b[k]
	end
	return res
end

mt.__mul = Set.intersection

--Set.print(s2 * s1)



--3 关系类===================================NaN的概念====
mt.__le = function(a, b)
	for k in pairs(a) do
		if not b[k] then return false end
	end
return true
end

mt.__lt = function(a, b)
	return a <= b and not (b <= a)
end

mt.__eq = function(a, b)           --竟然能这么用！？----
	return a <= b and b <= a
end

g1 = Set.new{2, 4, 3}
g2 = Set.new{4, 10, 2}
print(g1 <= g2)
print(g1 < g2)
print(g1 >= g2)
print(g1 > g2)
print(g1 == g1 * g2)

--]]

--============================================
--4 table访问的元方法=========================
--[[
--__index有关继承的典型示例
Window = {}
Window.prototype = {x = 0, y = 0, width = 100, height}
Window.mt = {}

function Window.new(o)
	setmetatable(o, Window.mt)
    return o
end

Window.mt.__index = function (table, key)
	return Window.prototype[key]
end

w = Window.new{x = 10, y = 20}
print(w.width)

--__index修改table默认值
function setDefault (t, d)
	local mt = {__index = function () return d end}
	setmetatable(t, mt)
end

tab = {x = 10, y = 20}
print(tab.x, tab.z)
setDefault(tab, 0)
print(tab.x, tab.z)

--]]

--13.4.5 只读的table
function readOnly(t)
	local proxy = {}
	local mt = {
	__index = t,
	__newindex = function(t, k, v)
		error("attempt to update a read-only table", 2)
	end
	}
	setmetatable(proxy, mt)
	return proxy
end

days = readOnly{"Sunday", "Monday", "Tuesday", "W", "T", "F", "S"}
print(days[1])
days[2] = "Noday"