Сложение объектов

Часть раздела Объектно-ориентированное программирование путешествия по Lua на Coddy. Урок 26 из 70.

Ты уже видел, как метаметоды вроде __tostring и __eq позволяют настраивать поведение объектов. Теперь мы расширим это на арифметические операции, начав со сложения.

Метаметод __add определяет, что происходит при использовании оператора + между двумя объектами. Когда Lua видит a + b, он ищет __add в метатаблице любого из операндов.

local Vector = {}
Vector.__index = Vector

function Vector:new(x, y)
    local obj = {x = x, y = y}
    setmetatable(obj, Vector)
    return obj
end

function Vector.__add(v1, v2)
    return Vector:new(v1.x + v2.x, v1.y + v2.y)
end

Обратите внимание: __add определена с точкой. Lua передаёт оба операнда как обычные аргументы, а форма с точкой задаёт имена обоих. Двоеточие тоже подошло бы, поскольку function Vector:__add(other) — это то же самое, что function Vector.__add(self, other), но форма с точкой является общепринятой. __add должна возвращать новый объект, а не изменять любой из исходных. Это делает операцию предсказуемой и безопасной.

local a = Vector:new(3, 4)
local b = Vector:new(1, 2)
local c = a + b

print(c.x, c.y)  -- Вывод: 4  6

Ключевой вывод состоит в том, что __add должен находиться в самой метатаблице (здесь — Vector), а не только в объекте. Поскольку мы устанавливаем Vector в качестве метатаблицы для всех экземпляров, они автоматически получают это общее поведение.

Задание

Легко

Давайте создадим класс Vector, который поддерживает сложение с помощью оператора +. Это ваш первый шаг к перегрузке операторов, благодаря которой ваши объекты будут естественно взаимодействовать со встроенными операторами Lua.

Вы организуете код в двух файлах:

Vector.lua: Определите класс Vector с компонентами x и y. Добавьте конструктор :new(x, y) и реализуйте метаметод __add, чтобы при сложении двух векторов создавался новый вектор с суммой соответствующих компонентов. Определите __add через точку, чтобы оба операнда передавались как именованные аргументы.
main.lua: Подключите модуль Vector, создайте экземпляры векторов и покажите, что их сложение дает правильный результат.

На вход вы получите четыре значения:

Компонент x первого вектора
Компонент y первого вектора
Компонент x второго вектора
Компонент y второго вектора

В главном файле создайте два вектора с заданными компонентами, сложите их с помощью оператора + и выведите значения x и y результирующего вектора, каждое с новой строки.

Например, если входные данные — 3, 4, 1, 2, вывод должен быть таким:

4
6

Сумма первого вектора (3, 4) и второго вектора (1, 2) равна новому вектору (4, 6).

Попробуйте сами

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

-- Считать входные данные
local x1 = tonumber(io.read())
local y1 = tonumber(io.read())
local x2 = tonumber(io.read())
local y2 = tonumber(io.read())

-- TODO: Создать два экземпляра Vector, используя входные значения

-- TODO: Сложить два вектора с помощью оператора +

-- TODO: Вывести значения x и y результирующего вектора на отдельных строках