Доступ через замыкания

Часть раздела Object Oriented Programming путешествия по Lua на Coddy — урок 45 из 70.

Приватные локальные переменные бесполезны, если вы никогда не сможете с ними взаимодействовать. Решение состоит в том, чтобы определить методы геттеры и сеттеры внутри конструктора — там, где они имеют доступ к области видимости замыкания.

Поскольку эти методы создаются внутри :new(), они могут «видеть» локальные переменные. Вы назначаете их непосредственно объекту:

local Counter = {}
Counter.__index = Counter

function Counter:new()
    local count = 0  -- Приватная переменная
    
    local obj = {}
    
    -- Определение методов внутри конструктора
    function obj:getCount()
        return count
    end
    
    function obj:increment()
        count = count + 1
    end
    
    setmetatable(obj, Counter)
    return obj
end

Теперь к приватной переменной count можно получить доступ — но только через методы, которые вы предоставляете:

local c = Counter:new()
print(c:getCount())  -- 0
c:increment()
c:increment()
print(c:getCount())  -- 2
print(c.count)       -- nil (все еще скрыто!)

Обратите внимание, что :getCount() и :increment() определены непосредственно в obj, а не в таблице класса. Каждый экземпляр получает свою собственную копию этих функций, каждая из которых имеет доступ к своей собственной приватной count. В этом заключается компромисс: истинная приватность стоит немного больше памяти, так как методы не разделяются через прототип.

Задание

Легко

Давайте создадим класс Temperature, который использует приватность на основе замыканий для хранения значения температуры в градусах Цельсия, с методами геттерами и сеттерами, определенными внутри конструктора для обеспечения контролируемого доступа!

Вы организуете свой код в двух файлах:

Temperature.lua: Создайте класс, в котором значение температуры хранится в локальной переменной внутри конструктора — полностью скрытой от внешнего доступа. Конструктор :new(initialCelsius) должен сохранять температуру в локальной переменной, а затем определять эти методы непосредственно на экземпляре объекта:
- :getCelsius() — возвращает текущую температуру в градусах Цельсия
- :setCelsius(value) — обновляет температуру до нового значения
- :getFahrenheit() — возвращает температуру, преобразованную в градусы Фаренгейта по формуле: (celsius * 9/5) + 32
main.lua: Подключите ваш модуль Temperature и считайте два значения из входных данных: начальную температуру и новую температуру для установки. Создайте экземпляр Temperature с начальным значением, выведите показания в Цельсиях и Фаренгейтах, затем используйте сеттер для изменения температуры и снова выведите оба показания.

Вы получите два входных значения:

Начальная температура в градусах Цельсия (число)
Новая температура для установки (число)

Ваш вывод должен состоять из четырех строк, показывающих показания температуры до и после изменения:

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

Например, если входные данные 0 и 100, вывод должен быть следующим:

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

Помните: значение температуры должно храниться в локальной переменной внутри :new(), а не в self. Методы геттера и сеттера определяются внутри конструктора, где они могут получить доступ к этой приватной переменной через замыкание. Попытка прямого доступа к temp.celsius или temp._celsius должна возвращать nil!

Шпаргалка

Чтобы создать по-настоящему приватные переменные в классах Lua, определите методы геттеры и сеттеры внутри конструктора, где они имеют доступ к локальным переменным через замыкание.

Методы назначаются непосредственно экземпляру объекта (а не таблице класса), что дает каждому экземпляру собственную копию с доступом к его собственным приватным переменным:

local Counter = {}
Counter.__index = Counter

function Counter:new()
    local count = 0  -- Приватная переменная
    
    local obj = {}
    
    -- Определяем методы внутри конструктора
    function obj:getCount()
        return count
    end
    
    function obj:increment()
        count = count + 1
    end
    
    setmetatable(obj, Counter)
    return obj
end

Использование:

local c = Counter:new()
print(c:getCount())  -- 0
c:increment()
c:increment()
print(c:getCount())  -- 2
print(c.count)       -- nil (все еще скрыто!)

Компромисс: Каждый экземпляр получает собственную копию методов (не разделяемую через прототип), что потребляет больше памяти, но обеспечивает настоящую приватность.

Попробуйте сами

-- Подключить модуль Temperature
local Temperature = require('Temperature')

-- Прочитать входные значения
local initialTemp = tonumber(io.read())
local newTemp = tonumber(io.read())

-- TODO: Создать экземпляр Temperature с начальным значением

-- TODO: Вывести начальные показания в градусах Цельсия и Фаренгейта

-- TODO: Использовать сеттер для изменения температуры на newTemp

-- TODO: Вывести обновленные показания в градусах Цельсия и Фаренгейта