计算属性

本课属于 Coddy Lua 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 15 课，共 70 课。

getter 和 setter 可以访问已存储的值，但有时你需要的数据并不存在于已存储的字段中。它需要根据其他属性计算得出。这些属性称为计算属性。

考虑一个矩形。你保存了它的宽和高，但面积没有保存在任何地方，而是通过将这两个值相乘计算得出。你没有保存冗余数据，而是创建了一个用于计算并返回结果的方法：

local Rectangle = {}
Rectangle.__index = Rectangle

function Rectangle:new(width, height)
    local instance = {}
    setmetatable(instance, self)
    instance.width = width
    instance.height = height
    return instance
end

function Rectangle:getArea()
    return self.width * self.height
end

:getArea() 方法不会返回已存储的值。每次调用它时，都会重新计算面积。这样做有一个主要优点：如果宽度或高度发生变化，面积会自动反映新的尺寸，你不需要更新任何内容。

local box = Rectangle:new(5, 3)
print(box:getArea())  -- 输出：15

box.width = 10
print(box:getArea())  -- 输出：30

计算属性能让对象保持一致。与其存储依赖其他字段的值（这样可能导致这些值过时），不如在需要时计算它们。这个模式适用于任何派生数据：周长、平均值、格式化字符串，或任何能根据现有属性确定的值。

挑战

简单

让我们来创建一个 Box 类，按需计算它的体积！你不必把体积存储为字段，而是可以创建一个计算属性，在需要时根据盒子的尺寸计算体积。

你会把代码分别写在两个文件中：

Box.lua：使用标准原型模式定义 Box 类。每个盒子都存储三个尺寸：width、height 和 depth。其中包括：
- 一个 :new(width, height, depth) 构造函数，用于存储这三个尺寸
- 一个 :getVolume() 方法，用于计算并返回体积（宽 × 高 × 深）
- 一个 :getSurfaceArea() 方法，用于计算并返回总表面积
main.lua：引入你的 Box 模块，创建一个盒子实例，并演示计算属性如何自动反映当前尺寸。

盒子的表面积计算公式为：2 × (width×height + height×depth + width×depth)

你会收到三个输入，分别表示盒子的尺寸：

在主文件中，使用给定的尺寸创建一个盒子，然后打印两行内容：

使用 :getVolume() 获取的体积
使用 :getSurfaceArea() 获取的表面积

例如，如果输入是 3、4 和 5，输出应为：

60
94

计算属性的优点是，它们始终保持准确。如果之后你更改了盒子的某个尺寸，再次调用 :getVolume() 就会自动返回正确的新值，无需手动更新！

亲手试试

-- 加载 Box 模块
local Box = require('Box')

-- 读取输入的尺寸
local width = tonumber(io.read())
local height = tonumber(io.read())
local depth = tonumber(io.read())

-- TODO：用给定的尺寸创建一个盒子实例

-- TODO：使用 :getVolume() 输出体积

-- TODO：使用 :getSurfaceArea() 输出表面积