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第二部分 表和对象 第十六章 面向对象编程

16.4 – 隐私

许多人认为隐私是面向对象语言不可或缺的一部分；每个对象的状态都应该是其内部事务。在某些面向对象语言中，例如 C++ 和 Java，您可以控制对象字段（也称为实例变量）或方法是否在对象外部可见。其他语言，例如 Smalltalk，则使所有变量私有，所有方法公有。第一种面向对象语言 Simula 没有提供任何形式的保护。

我们之前展示的 Lua 中对象的主要设计没有提供隐私机制。部分原因是我们使用通用结构（表）来表示对象。但这也反映了 Lua 背后的一些基本设计决策。Lua 不旨在构建需要许多程序员长期参与的庞大程序。恰恰相反，Lua 旨在构建小型到中型程序，通常是大型系统的一部分，通常由一名或几名程序员，甚至是非程序员开发。因此，Lua 避免了过多的冗余和人为限制。如果您不想访问对象内部的某些内容，只需不要这样做。

然而，Lua 的另一个目标是灵活性，为程序员提供元机制，通过这些机制她可以模拟许多不同的机制。虽然 Lua 中对象的基本设计不提供隐私机制，但我们可以以不同的方式实现对象，以实现访问控制。虽然这种实现不常使用，但了解它是有益的，因为它既探索了 Lua 的一些有趣角落，又可以作为解决其他问题的好方案。

这种替代设计的基本思想是通过两个表来表示每个对象：一个用于其状态；另一个用于其操作，或其接口。对象本身通过第二个表访问，即通过构成其接口的操作。为了避免未经授权的访问，表示对象状态的表不存储在另一个表的字段中；相反，它只存储在方法的闭包中。例如，要用这种设计表示我们的银行账户，我们可以运行以下工厂函数来创建新对象

    function newAccount (initialBalance)
      local self = {balance = initialBalance}
    
      local withdraw = function (v)
                         self.balance = self.balance - v
                       end
    
      local deposit = function (v)
                        self.balance = self.balance + v
                      end
    
      local getBalance = function () return self.balance end
    
      return {
        withdraw = withdraw,
        deposit = deposit,
        getBalance = getBalance
      }
    end
首先，函数创建一个表来保存内部对象状态并将其存储在局部变量 self 中。然后，函数为对象的每个方法创建闭包（即嵌套函数的实例）。最后，函数创建并返回外部对象，该对象将方法名映射到实际的方法实现。这里的关键是这些方法不会将 self 作为额外参数；相反，它们直接访问 self。由于没有额外参数，我们不使用冒号语法来操作此类对象。方法的调用就像任何其他函数一样
    acc1 = newAccount(100.00)
    acc1.withdraw(40.00)
    print(acc1.getBalance())     --> 60

这种设计为存储在 self 表中的任何内容提供了完全的隐私。在 newAccount 返回后，无法直接访问该表。我们只能通过 newAccount 内部创建的函数访问它。尽管我们的示例只将一个实例变量放入私有表中，但我们可以将对象的所有私有部分存储在该表中。我们还可以定义私有方法：它们类似于公共方法，但我们不将它们放入接口中。例如，我们的账户可能会为余额超过某个限制的用户提供 10% 的额外信用，但我们不希望用户访问此计算的详细信息。我们可以按如下方式实现

    function newAccount (initialBalance)
      local self = {
        balance = initialBalance,
        LIM = 10000.00,
      }
    
      local extra = function ()
        if self.balance > self.LIM then
          return self.balance*0.10
        else
          return 0
        end
      end
    
      local getBalance = function ()
        return self.balance + extra()
      end
    
      ...
同样，任何用户都无法直接访问 extra 函数。
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