Metatable和Metamethod

Set = {}

--专门用来作为metatable，定义在Set里面以免影响外部的命名空间
Set.mt = {}    

--转化为string
Set.tostring = function (set)
    local s = "{"
    local sep = " "
    for e in pairs(set) do
        s = s .. sep .. e
        sep = ", "
    end
    return s.."}"
end

--打印
Set.print = function(s)
    print(Set.tostring(s))
end

Set.mt.__tostring = Set.tostring

--新建一个集合
Set.new = function (t)
    local set = {}
    setmetatable(set, Set.mt)        --指定所创建集合的metatable
    for _, l in ipairs(t) do set[l] = true end
    return set
end

--并集
Set.union = function (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

--给metatable增加__add函数(metamethod)，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
Set.mt.__add = Set.union

--交集
Set.intersection = function (a,b)
    local res = Set.new{}
    for k in pairs(a) do
        res[k] = b[k]
    end
    return res
end
--定义集合相乘操作为求交集
Set.mt.__mul = Set.intersection

--先定义"<="操作，然后基于此定义"<"和"="
Set.mt.__le = function (a, b)
    for k in pairs(a) do
        if not b[k] then return false end
    end
    return true
end

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

--等于
Set.mt.__eq = function(a, b)
    return a <= b and b <= a
end

--测试
s1 = Set.new{1, 2, 3}
s2 = Set.new{10, 20, 30, 40, 50}
print(getmetatable(s1))
print(getmetatable(s2))
s3 = s1 + s2    --等同于Set.union(s1, s2)
print(s3)
print(s3 * s2)

print(s1 <= s3)
print(s1 == s3)
print(s1 < s3)
print(s1 >= s3)
print(s1 > s3)

--起保护作用，getmetatable将返回这个域的值，而setmettable将会出错
Set.mt.__metatable = "not your business"

print(getmetatable(s1))
setmetatable(s1, {})