Таблицы только для чтения

Часть раздела Object Oriented Programming путешествия по Lua на Coddy — урок 46 из 70.

Замыкания обеспечивают настоящую приватность, но они требуют определения методов внутри конструктора. Существует другой подход для иного случая использования: создание объекта только для чтения после его создания. Это полезно, когда вы хотите, чтобы поля были видимыми, но неизменяемыми — например, координаты фиксированной точки.

Метаметод __newindex перехватывает попытки присвоения новых значений таблице. Заставив его блокировать все операции присваивания, вы можете «заморозить» объект:

local ImmutablePoint = {}

function ImmutablePoint.new(x, y)
    local data = {x = x, y = y}
    
    local proxy = {}
    setmetatable(proxy, {
        __index = data,
        __newindex = function()
            error("Cannot modify immutable object")
        end
    })
    
    return proxy
end

Хитрость заключается в использовании прокси-таблицы. Фактические данные находятся в data, в то время как пользователь взаимодействует с пустой proxy.

При чтении __index извлекает данные из data. При записи вместо этого срабатывает __newindex — и мы его блокируем:

local p = ImmutablePoint.new(10, 20)
print(p.x)  -- 10 (чтение работает)
p.x = 50    -- Ошибка: Невозможно изменить неизменяемый объект

Этот паттерн полезен для объектов конфигурации, математических констант или любых данных, которые не должны меняться после инициализации. Объект остается полностью доступным для чтения — вы просто не можете его изменить.

Задание

Легко

Давайте создадим класс ImmutableConfig, который создает объекты конфигурации только для чтения! После создания эти объекты конфигурации должны позволять чтение своих настроек, но полностью блокировать любые попытки их изменения.

Вы организуете свой код в двух файлах:

ImmutableConfig.lua: Создайте модуль, который создает «замороженные» объекты конфигурации. Ваша функция .new(appName, version, maxUsers) должна сохранять эти три значения внутри, а затем возвращать прокси-таблицу, которая позволяет читать все поля, но предотвращает любые изменения. Когда кто-то пытается изменить значение, она должна выводить Error: Config is read-only вместо вызова фактической ошибки.
main.lua: Оживите ваш ImmutableConfig! Прочитайте три входных значения для конфигурации, создайте объект конфигурации, а затем продемонстрируйте, что он работает правильно, выполнив следующие действия:
- Вывод всех трех исходных значений
- Попытка изменить поле maxUsers (что должно вызвать сообщение об ошибке)
- Повторный вывод maxUsers, чтобы доказать, что значение на самом деле не изменилось

Вы получите три входных значения:

Название приложения (строка)
Версия (строка)
Максимальное количество пользователей (число)

Ваш вывод должен содержать значения конфигурации, ошибку при попытке изменения и подтверждение того, что значение осталось неизменным:

App: {appName}
Version: {version}
Max Users: {maxUsers}
Error: Config is read-only
Max Users: {maxUsers}

Например, если входные данные — MyApp, 2.0 и 100, вывод должен быть следующим:

App: MyApp
Version: 2.0
Max Users: 100
Error: Config is read-only
Max Users: 100

Помните: паттерн «прокси» использует пустую таблицу, с которой взаимодействует пользователь, в то время как фактические данные живут в отдельной внутренней таблице. Метаметод __index извлекает данные из таблицы данных, а __newindex перехватывает (и блокирует) любые попытки записи!

Шпаргалка

Метаметод __newindex перехватывает попытки присвоения новых значений таблице. Блокируя все присваивания, вы можете создавать неизменяемые (read-only) объекты:

local ImmutablePoint = {}

function ImmutablePoint.new(x, y)
    local data = {x = x, y = y}
    
    local proxy = {}
    setmetatable(proxy, {
        __index = data,
        __newindex = function()
            error("Cannot modify immutable object")
        end
    })
    
    return proxy
end

Паттерн «прокси» использует пустую таблицу (proxy), с которой взаимодействует пользователь, в то время как фактические данные хранятся в отдельной внутренней таблице (data):

__index извлекает значения из таблицы data при чтении
__newindex перехватывает попытки записи и блокирует их

local p = ImmutablePoint.new(10, 20)
print(p.x)  -- 10 (чтение работает)
p.x = 50    -- Ошибка: Cannot modify immutable object

Этот паттерн полезен для объектов конфигурации, математических констант или любых данных, которые должны оставаться неизменными после инициализации.

Попробуйте сами

-- Импорт модуля ImmutableConfig
local ImmutableConfig = require('ImmutableConfig')

-- Чтение входных данных
local appName = io.read()
local version = io.read()
local maxUsers = tonumber(io.read())

-- TODO: Создать объект конфигурации с помощью ImmutableConfig.new()

-- TODO: Вывести все три исходных значения в формате:
-- App: {appName}
-- Version: {version}
-- Max Users: {maxUsers}

-- TODO: Попытаться изменить поле maxUsers (это должно вызвать сообщение об ошибке)

-- TODO: Снова вывести maxUsers, чтобы доказать, что значение не изменилось