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写过Java或者C#的人都知道，Object类中都有一个tostring的方法，程序员可以重写该方法，以实现自己的需求。在Lua中，也是这样的，当我们直接print(a)（a是一个table）时，是不可以的。那怎么办，这个时候，我们就需要自己重新定义__tostring元方法，让print可以格式化打印出table类型的数据。
函数print总是调用tostring来进行格式化输出，当格式化任意值时，tostring会检查该值是否有一个__tostring的元方法，如果有这个元方法，tostring就用该值作为参数来调用这个元方法，剩下实际的格式化操作就由__tostring元方法引用的函数去完成，该函数最终返回一个格式化完成的字符串。例如以下代码：

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mt.__tostring = Set.toString

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如何保护我们的“奶酪”——元表

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我们会发现，使用getmetatable就可以很轻易的得到元表，使用setmetatable就可以很容易的修改元表，那这样做的风险是不是太大了，那么如何保护我们的元表不被篡改呢？在Lua中，函数setmetatable和getmetatable函数会用到元表中的一个字段，用于保护元表，该字段是__metatable。当我们想要保护集合的元表，是用户既不能看也不能修改集合的元表，那么就需要使用__metatable字段了；当设置了该字段时，getmetatable就会返回这个字段的值，而setmetatable则会引发一个错误；如以下演示代码：

function Set.new(l)
    local set = {}
     setmetatable(set, mt)
    for _, v in pairs(l) do set[v] = true end
     mt.__metatable = You cannot get the metatable -- 设置完我的元表以后，不让其他人再设置
     return set
end
 
local tb = Set.new({1, 2})
print(tb)
 
print(getmetatable(tb))
setmetatable(tb, {})

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{1, 2}
You cannot get the metatable
lua: test.lua:56: cannot change a protected metatable

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__index元方法

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是否还记得当我们访问一个table中不存在的字段时，会返回什么值？默认情况下，当我们访问一个table中不存在的字段时，得到的结果是nil。但是这种状况很容易被改变；Lua是按照以下的步骤决定是返回nil还是其它值得：

当访问一个table的字段时，如果table有这个字段，则直接返回对应的值；当table没有这个字段，则会促使解释器去查找一个叫__index的元方法，接下来就就会调用对应的元方法，返回元方法返回的值；如果没有这个元方法，那么就返回nil结果。

下面通过一个实际的例子来说明__index的使用。假设要创建一些描述窗口，每个table中都必须描述一些窗口参数，例如颜色，位置和大小等，这些参数都是有默认值得，因此，我们在创建窗口对象时可以指定那些不同于默认值得参数。

Windows = {} -- 创建一个命名空间
 
-- 创建默认值表
Windows.default = {x = 0, y = 0, width = 100, height = 100, color = {r = 255, g = 255, b = 255}}
 
Windows.mt = {} -- 创建元表
 
-- 声明构造函数
function Windows.new(o)
     setmetatable(o, Windows.mt)
     return o
end
 
-- 定义__index元方法
Windows.mt.__index = function (table, key)
     return Windows.default[key]
end
 
local win = Windows.new({x = 10, y = 10})
print(win.x)               -- >10 访问自身已经拥有的值
print(win.width)          -- >100 访问default表中的值
print(win.color.r)          -- >255 访问default表中的值

在实际编程中，__index元方法不必一定是一个函数，它还可以是一个table。当它是一个函数时，Lua以table和不存在key作为参数来调用该函数，这就和上面的代码一样；当它是一个table时，Lua就以相同的方式来重新访问这个table，所以上面的代码也可以是这样的：

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-- 定义__index元方法
Windows.mt.__index = Windows.default

__newindex元方法

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__newindex元方法与__index类似，__newindex用于更新table中的数据，而__index用于查询table中的数据。当对一个table中不存在的索引赋值时，在Lua中是按照以下步骤进行的：

Lua解释器先判断这个table是否有元表；

如果有了元表，就查找元表中是否有__newindex元方法；如果没有元表，就直接添加这个索引，然后对应的赋值；如果有这个__newindex元方法，Lua解释器就执行它，而不是执行赋值；如果这个__newindex对应的不是一个函数，而是一个table时，Lua解释器就在这个table中执行赋值，而不是对原来的table。

那么这里就出现了一个问题，看以下代码：

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local tb1 = {}
local tb2 = {}
 
tb1.__newindex = tb2
tb2.__newindex = tb1
 
setmetatable(tb1, tb2)
setmetatable(tb2, tb1)
 
tb1.x = 10

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loop in settable

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