子クラスのメソッドの追加

CoddyのLuaジャーニー「オブジェクト指向プログラミング」セクションの一部。レッスン 34/70。

継承によって子クラスは親のメソッドにアクセスできますが、本当の力は、子だけが持つ新しいメソッドを追加できることにあります。DogはAnimalにできることをすべてできるだけでなく、吠えることなど、犬特有のこともできます。

child 専用の method の追加は簡単です。child class table 上で定義するだけです。instance はまず自分自身の class で method を検索するため、parent に影響を与えることなく新しい method を見つけられます。

local Animal = {}
Animal.__index = Animal

function Animal:new(name)
    local obj = {name = name}
    setmetatable(obj, Animal)
    return obj
end

function Animal:breathe()
    print(self.name .. " is breathing")
end

-- Dog は Animal を継承する
local Dog = {}
Dog.__index = Dog
setmetatable(Dog, {__index = Animal})

function Dog:new(name)
    local obj = Animal.new(Animal, name)
    setmetatable(obj, Dog)
    return obj
end

-- Dog のみの新しいメソッド
function Dog:bark()
    print(self.name .. " says: Woof!")
end

これでDogのインスタンスは、継承されたメソッドと固有のメソッドの両方を使用できます。

local buddy = Dog:new("Buddy")
buddy:breathe()  -- 出力: Buddy is breathing (inherited)
buddy:bark()     -- 出力: Buddy says: Woof! (child-only)

parent class は変更されません。単純な Animal に対して :bark() を呼び出すと、その method はそこに存在しないため失敗します。これが、共有機能を1か所に保持しながら、inheritance によって動作を特殊化できる仕組みです。

チャレンジ

簡単

猫が独自の特別な能力を持つペットの階層を作ってみましょう！Pet 親クラスと Cat 子クラスを作成します。Cat は Pet からすべてを継承し、さらに猫だけが実行できる独自のメソッドを持ちます。

コードを3つのファイルに分けて整理します。

Pet.lua：ペットの名前を保存する :new(name) コンストラクターを持つ親クラスを定義します。ペットの名前に続けて says hello を出力する :greet() メソッドを含めます。標準的なクラスパターンを設定し、クラスを返します。
Cat.lua：Pet を継承する子クラスを定義します。Cat の :new(name) コンストラクターでは、親コンストラクターを呼び出して名前を初期化し、その後メタテーブルを Cat に再関連付けします。猫の名前に続けて purrs contentedly を出力する、子クラス固有の :purr() メソッドを追加します。このメソッドは Cat にのみ存在します。Pet にはありません。
main.lua：Cat モジュールを Require し、入力から名前を読み取り、Cat インスタンスを作成します。そして、継承した :greet() メソッドと、独自の :purr() メソッドの両方を使えることを示します。

入力は1つ、猫の名前です。

メインファイルで、指定された名前を使って Cat を作成し、その後 :greet()、続けて :purr() をそれぞれ別の行で呼び出します。

たとえば、入力が Whiskers の場合、出力は次のようになります。

Whiskers says hello
Whiskers purrs contentedly

1行目は Pet で定義された継承された :greet() メソッドから出力され、2行目は Cat にのみ存在する :purr() メソッドから出力されます。これは、子クラスが親クラスにできることをすべて実行でき、さらに独自の特化した動作も追加できることを示しています。

自分で試してみよう

-- main.lua: Catを作成し、継承を示す

local Cat = require('Cat')

-- 入力から猫の名前を読み取る
local name = io.read()

-- TODO: 指定された名前でCatインスタンスを作成する

-- TODO: 継承された :greet() メソッドを呼び出す（Petから）

-- TODO: Cat固有の :purr() メソッドを呼び出す