Zugriff über Closures

Teil des Abschnitts Objektorientierte Programmierung der Lua-Journey von Coddy. Lektion 45 von 70.

Private lokale Variablen sind nutzlos, wenn du niemals mit ihnen interagieren kannst. Die Lösung besteht darin, Getter- und Setter-Methoden innerhalb des Konstruktors zu definieren, wo sie Zugriff auf den Gültigkeitsbereich der Closure haben.

Da diese Methoden innerhalb von :new() erstellt werden, können sie die lokalen Variablen „sehen“. Du weist sie direkt dem Objekt zu:

local Counter = {}
Counter.__index = Counter

function Counter:new()
    local count = 0  -- Private Variable
    
    local obj = {}
    
    -- Methoden im Konstruktor definieren
    function obj:getCount()
        return count
    end
    
    function obj:increment()
        count = count + 1
    end
    
    setmetatable(obj, Counter)
    return obj
end

Jetzt kann auf die private Variable count zugegriffen werden, aber nur über die von dir bereitgestellten Methoden:

local c = Counter:new()
print(c:getCount())  -- 0
c:increment()
c:increment()
print(c:getCount())  -- 2
print(c.count)       -- nil (immer noch versteckt!)

Beachte, dass :getCount() und :increment() direkt auf obj definiert sind, nicht auf der Klassentabelle. Jede Instanz erhält ihre eigene Kopie dieser Funktionen, die jeweils Zugriff auf ihr eigenes privates count haben. Das ist der Kompromiss: Echte Privatsphäre kostet etwas mehr Speicher, da Methoden nicht über den Prototyp gemeinsam genutzt werden.

Aufgabe

Einfach

Bauen wir eine Temperature-Klasse, die Privatsphäre auf Basis eines Closures verwendet, um einen Temperaturwert in Celsius zu speichern, wobei Getter- und Setter-Methoden innerhalb des Konstruktors definiert werden, um kontrollierten Zugriff zu ermöglichen!

Du wirst deinen Code auf zwei Dateien verteilen:

Temperature.lua: Erstelle eine Klasse, in der der Temperaturwert in einer lokalen Variablen innerhalb des Konstruktors gespeichert wird: vollständig vor Zugriff von außen verborgen. Der Konstruktor :new(initialCelsius) sollte die Temperatur in einer lokalen Variablen speichern und anschließend diese Methoden direkt für die Objektinstanz definieren:
- :getCelsius(): gibt die aktuelle Temperatur in Celsius zurück
- :setCelsius(value): aktualisiert die Temperatur auf einen neuen Wert
- :getFahrenheit(): gibt die in Fahrenheit umgerechnete Temperatur mithilfe der Formel (celsius * 9/5) + 32 zurück
main.lua: Fordere dein Temperature-Modul an und lies zwei Werte aus der Eingabe: eine Anfangstemperatur und eine neue zu setzende Temperatur. Erstelle eine Temperature-Instanz mit dem Anfangswert, gib die Celsius- und Fahrenheit-Werte aus, verwende dann den Setter, um die Temperatur zu ändern, und gib beide Werte erneut aus.

Du erhältst zwei Eingaben:

Die Anfangstemperatur in Celsius (eine Zahl)
Eine neue zu setzende Temperatur (eine Zahl)

Deine Ausgabe sollte vier Zeilen enthalten, die die Temperaturwerte vor und nach der Änderung anzeigen:

Celsius: {initialValue}
Fahrenheit: {convertedInitial}
Celsius: {newValue}
Fahrenheit: {convertedNew}

Wenn die Eingaben beispielsweise 0 und 100 lauten, sollte die Ausgabe folgendermaßen aussehen:

Celsius: 0
Fahrenheit: 32
Celsius: 100
Fahrenheit: 212

Denke daran: Der Temperaturwert sollte in einer lokalen Variablen innerhalb von :new() gespeichert werden, nicht in self. Die Getter- und Setter-Methoden werden innerhalb des Konstruktors definiert, wo sie über ein Closure auf diese private Variable zugreifen können. Der Versuch, direkt auf temp.celsius oder temp._celsius zuzugreifen, sollte nil zurückgeben!

Probier es selbst

-- Temperature-Modul laden
local Temperature = require('Temperature')

-- Eingabewerte lesen
local initialTemp = tonumber(io.read())
local newTemp = tonumber(io.read())

-- TODO: Erstelle eine Temperature-Instanz mit dem Anfangswert

-- TODO: Gib die anfänglichen Celsius- und Fahrenheit-Werte aus

-- TODO: Verwende den Setter, um die Temperatur auf newTemp zu ändern

-- TODO: Gib die aktualisierten Celsius- und Fahrenheit-Werte aus