Lua でオブジェクト指向プログラミング - メンバ変数やメソッド名を保護する方法

> --  メンバ変数の値を上書き
> stack=Stack.new()
> stack.push(10)
> stack.numOfElements
1
> stack.numOfElements=0 -- スタックには何も入って無いことにしてしまう
> stack.pop() -- 10 というデータが積まれているにも関わらずエラーとなる
./noSelf.lua:31: stack is empty.
stack traceback:
	[C]: in function 'error'
	./noSelf.lua:31: in function <./noSelf.lua:29>
	(...tail calls...)
	[C]: in ?

> stack=Stack.new()
> stack.push=function() print("hello, world") end
> stack.push(10) -- push すると hello, world が…（もう、滅茶苦茶）
hellow, world

Stack={}

-- インスタンスメソッド：
-- self が無いなどは、前回の記事と同じ（詳細は前回の記事をみて下さい）
Stack.push=function(inValue)
    table.insert(body,inValue)
    NumOfElements=NumOfElements+1
end
Stack.pop=function()
    if NumOfElements<=0 then
        error("stack is empty.")
    end
    NumOfElements=NumOfElements-1
    return table.remove(body)
end
Stack.dup=function()
    local t=pop()
    push(t)
    push(t)
end

-- バイトコードを取得
Stack.methodBytecode={}
Stack.methodBytecode.push=string.dump(Stack.push)
Stack.methodBytecode.pop =string.dump(Stack.pop)
Stack.methodBytecode.dup =string.dump(Stack.dup)

-- ユーティリティ関数
function buildInstanceMethod(inInstance,inBytecodeOfMethod)
    return load(inBytecodeOfMethod,nil,"b",inInstance)
end

Stack.new=function()
    local newInstance={}

    -- インスタンスのメンバに対するアクセスコントロール情報
    local member={}
    local writable={}
    local private={}

    -- member に、全てのインスタンスのメンバを登録しておく
    -- 後述する、writable や private に登録されているもの以外は
    -- 全て public かつ read only とする。
    member.body={}
    member.NumOfElements=0
    member.Name="(no name)"

    -- でも、writable に登録されているインスタンスのメンバは
    -- 上書き可能とする。
    writable["Name"]=true -- Name メンバ変数は書き込み OK とする
   
    -- 一方、private に登録されているインスタンスのメンバは
    -- そもそも、外部からアクセスできないものとする。
    private["body"]=true -- body は外部からアクセス不可とする

    setmetatable(newInstance,
        {
            __index=function(inTable,inKey)
                if private[inKey] then -- private なものはアクセスさせない
                    error(inKey .. " is a private member.")
                end
                return member[inKey]
            end,

            -- newInstance.member=value などの書込みは禁止
            __newindex=function(inTable,inKey,inValue)
                if writable[inKey] then
                    member[inKey]=inValue
                else -- writable 以外のものは上書きさせない
                    error(inKey .. " is not writable.")
                end
            end
        })

    setmetatable(member,{__index=_ENV})

    local i,methodName
    for methodName,bytecode in pairs(Stack.methodBytecode) do
        member[methodName]=buildInstanceMethod(member,bytecode)
    end

    return newInstance
end

> dofile("protected_member.lua")
> stack=Stack.new()

> -- そもそも private なメンバにはアクセスすることができない
> stack.body
protected_member.lua:89: body is a private member.
stack traceback:
	[C]: in function 'error'
	protected_member.lua:89: in metamethod '__index'
	stdin:1: in main chunk
	[C]: in ?

> -- メソッドの上書きはできない
> stack.push=function() print("hello, world") end
protected_member.lua:99: push is not writable.
stack traceback:
	[C]: in function 'error'
	protected_member.lua:99: in metamethod '__newindex'
	stdin:1: in main chunk
	[C]: in ?

> stack.push(10)
> -- 守られているメンバ変数は上書きできない
> stack.NumOfElements=0
protected_member.lua:99: NumOfElements is not writable.
stack traceback:
	[C]: in function 'error'
	protected_member.lua:99: in metamethod '__newindex'
	stdin:1: in main chunk
	[C]: in ?

> -- しかし、上書き可能なメンバには値を代入することができる
> stack.Name
(no name)
> stack.Name="TestStack"
> stack.Name
TestStack