| 13.1 算术运算的Metamethods |
这一部分我们通过一个简单的例子介绍如何使用metamethods。假定我们使用table来描述结合，使用函数来描述集合的并操作，交集操作，like操作。我们在一个表内定义这些函数，然后使用构造函数创建一个集合：
Set = {}
function Set.new (t)
local set = {}
for _, l in ipairs(t) do set[l] = true end
return set
end
function Set.union (a,b)
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
function Set.intersection (a,b)
local res = Set.new{}
for k in pairs(a) do
res[k] = b[k]
end
return res
end
为了帮助理解程序运行结果，我们也定义了打印函数输出结果：
function Set.tostring (set)
local s = "{"
local sep = ""
for e in pairs(set) do
s = s .. sep .. e
sep = ", "
end
return s .. "}"
end
function Set.print (s)
print(Set.tostring(s))
end
现在我们想加号运算符(+)执行两个集合的并操作，我们将所有集合共享一个metatable，并且为这个metatable添加如何处理相加操作。
第一步，我们定义一个普通的表，用来作为metatable。为避免污染命名空间，我们将其放在set内部。
Set.mt = {} -- metatable for sets
第二步，修改set.new函数，增加一行，创建表的时候同时指定对应的metatable。
function Set.new (t) -- 2nd version
local set = {}
setmetatable(set, Set.mt)
for _, l in ipairs(t) do set[l] = true end
return set
end
这样一来，set.new创建的所有的集合都有相同的metatable了：
s1 = Set.new{10, 20, 30, 50}
s2 = Set.new{30, 1}
print(getmetatable(s1)) --> table: 00672B60
print(getmetatable(s2)) --> table: 00672B60
第三步，给metatable增加__add函数。
Set.mt.__add = Set.union
当Lua试图对两个集合相加时，将调用这个函数，以两个相加的表作为参数。
通过metamethod，我们可以对两个集合进行相加：
s3 = s1 + s2
Set.print(s3) --> {1, 10, 20, 30, 50}
同样的我们可以使用相乘运算符来定义集合的交集操作
Set.mt.__mul = Set.intersection
Set.print((s1 + s2)*s1) --> {10, 20, 30, 50}
对于每一个算术运算符，metatable都有对应的域名与其对应，除了__add、__mul外，还有__sub(减)、__div(除)、__unm(负)、__pow(幂)，我们也可以定义__concat定义连接行为。
当我们对两个表进行加没有问题，但如果两个操作数有不同的metatable例如：
s = Set.new{1,2,3}
s = s + 8
Lua选择metamethod的原则：如果第一个参数存在带有__add域的metatable，Lua使用它作为metamethod，和第二个参数无关；
否则第二个参数存在带有__add域的metatable，Lua使用它作为metamethod 否则报错。
Lua不关心这种混合类型的，如果我们运行上面的s=s+8的例子在Set.union发生错误：
bad argument #1 to `pairs' (table expected, got number)
如果我们想得到更加清楚地错误信息，我们需要自己显式的检查操作数的类型：
function Set.union (a,b)
if getmetatable(a) ~= Set.mt or
getmetatable(b) ~= Set.mt then
error("attempt to `add' a set with a non-set value", 2)
end
... -- same as before