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	Programming inLua
	第2部 テーブルとオブジェクト 第13章 メタテーブルとメタメソッド

13.1 – 算術メタメソッド

このセクションでは、メタテーブルの使い方を説明するためにシンプルな例を紹介します。集合を表すのにテーブルを使用し、2つの集合の和、交差などの計算を行う関数を想定します。リストの場合と同様に、これらの関数をテーブル内に格納し、新しい集合を作成するコンストラクターを定義します

    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

    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

さて、加算演算子 (`+´) を使用して2つの集合の和を計算できるようにしたいとします。そのためには、集合を表すすべてのテーブルがメタテーブルを共有し、このメタテーブルが加算演算子への反応方法を定義します。最初の手順として、集合のメタテーブルとして使用する通常のテーブルを作成します。名前空間が汚れないように、Setテーブルに格納します

    Set.mt = {}    -- metatable for sets

    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

    s1 = Set.new{10, 20, 30, 50}
    s2 = Set.new{30, 1}
    print(getmetatable(s1))          --> table: 00672B60
    print(getmetatable(s2))          --> table: 00672B60

最後に、メタテーブルにいわゆるメタメソッドを追加します。これは、和の計算方法を表すフィールド__addです

    Set.mt.__add = Set.union

メタメソッドが設定されたら、加算演算子を使用して集合の和を求めることができます

    s3 = s1 + s2
    Set.print(s3)  --> {1, 10, 20, 30, 50}

    Set.mt.__mul = Set.intersection
    
    Set.print((s1 + s2)*s1)     --> {10, 20, 30, 50}

各算術演算子には、メタテーブル内の対応するフィールド名があります。__addと__mulのほかに、__sub（減算）、__div（除算）、__unm（否定）、および__pow（べき乗）があります。連結演算子の動作を定義するフィールド__concatを定義することもできます。

2つの集合を加算するときは、使用するメタテーブルに疑問はありません。ただし、2つの異なるメタテーブルを持つ2つの値を混在させる式を記述する場合があります。例えば、次のようにです

    s = Set.new{1,2,3}
    s = s + 8

Luaはこれらの混在型を気にしませんが、実装は気になります。s = s + 8の例を実行すると、Set.union内でエラーが発生します

    bad argument #1 to `pairs' (table expected, got number)

    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

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