RUBY(1)

谈到Ruby语言,这里只是简单解释了理解第一部分所需的知识。这里并没有完全指出编程中需要注意的地方,本章的目的在于阅读,而非编写Ruby程序。有Ruby经验的人可以放心的跳过这一章。

关于语法,在第二部分中,我们会一直谈到令人厌倦,所以,本章就不做详尽的讨论了。只有那些用得最多的,比如hash字面量,会谈到一些变化。原则上,不省略那些可能省略的东西。因为这样会让语法规则变得简单,不必到处去写“此处省略”。
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对象
程序
类与方法
程序(II)
类的进阶
全局变量
对象

字符串

Ruby程序中可操作的东西都是对象,没有像Java的int和long这样的基本类型(primitive)。比如,下面这样写就是一个内容为“content”的字符串对象(String对象)。

Ruby代码
“content”

简单的说,这里调用了一个字符串对象,更准确的说法是,这是一个产生字符串对象的“表达式”。因此,如果你写了多次,那么每次都会生成一个字符串对象。

Ruby代码
“content”
“content”
“content”

这里生成了三个内容同为“content”的对象。

对了,仅仅这样,程序员是无法看到对象的。下面是在终端上显示对象的方法。

Ruby代码
p(“content”) # 显示”content”

“#”之后是注释。今后,结果都会以注释的形式给出。

“p(……)”表示调用函数p,任何对象都可以显示出来,基本上,它就是一个调试函数。

严格说来,Ruby没有函数,不过,可以把它认为是函数。这个“函数”可以用在任何地方。

各种各样的字面量(literal)

接下来,稍微说明一下可以直接生成对象的表达式(字面量)。先来看一下整数和小数。

Ruby代码
# 整数
1
2
100
9999999999999999999999999 # 多大的数都能用

# 小数
1.0
99.999
1.3e4 # 1.3×10^4

不要忘了,这些都是生成对象的表达式。重复一下,Ruby中没有“基本类型”。

下面的表达式生成数组对象。

Ruby代码
[1, 2, 3]

这段程序生成了一个数组,它按顺序包含1、2、3三个整数作为其元素。数组元素可以使用任意对象,这样也可以。

Ruby代码
[1, “string”, 2, [“nested”, “array”]]

下面的表达式生成hash表。

Ruby代码
{“key”=>”value”, “key2″=>”value2”, “key3″=>”value3”}

hash表是一种在任意对象间建立一一对应关系的结构。上面表达的是一个如下关系的表。

Ruby代码
“key” → “value”
“key2” → “value2”
“key3” → “value3”

对这样创建出的一个hash表对象,这样问,“什么与‘key’对应?”,如果它能够听到的话,“是‘value’。” 怎么听?使用方法。

方法调用

方法可以通过对象调用。C++术语称之为成员函数。没有必要深入解释什么是方法, 这里只简单解释一下记法。

Ruby代码
“content”.upcase()

这表示对字符串对象(其内容为“content”)调用upcase方法。upcase是这样一个方法,它返回一个新的字符串对象,将小写字母转换为大写字母,其结果如下:

Ruby代码
p(“content”.upcase()) # 显示”CONTENT”

方法可以连续调用。

Ruby代码
“content”.upcase().downcase()

这里对”content”.upcase()的返回值对象调用downcase方法。

另外,不同于Java或C++拥有公有的字段(成员变量),Ruby对象的接口只有方法。
程序

顶层(top level)

直接写出Ruby表达式就是程序,不必像Java或C++那样定义main()。

Ruby代码
p(“content”)

这就是一个完整的程序了。把这段代码放到一个名为first.rb的文件中,就可以在命令行下执行了:

Ruby代码
% ruby first.rb
“content”

如果使用ruby的-e选项,连创建文件都省了。

Ruby代码
% ruby -e ‘p(“content”)’
“content”

对了,p所写的地方在程序的嵌套层次上是最低的,也就是说,它位于程序的最上层,称为“顶层”。拥有顶层是Ruby作为脚本语言的一大特征。

在Ruby中,基本上一行就是一条语句,最后面无需分号。因此,下面的程序可以解释为三条语句。

Ruby代码
p(“content”)
p(“content”.upcase())
p(“CONTENT”.downcase())

如果执行的话,结果是这样。

Ruby代码
% ruby second.rb
“content”
“CONTENT”
“content”

局部变量

在Ruby中,无论是变量还是常量,全都保持着引用(reference)。因此,将一个变量赋值给另一个变量时,不会发生复制。可以考虑一下Java的对象类型变量、C++的对象指针。然而,指针自身的值是无法修改的。

Ruby变量的首字符表示变量的类型(作用域)。以小写字母或下划线开头的表示局部变量。 “=”表示赋值。

Ruby代码
str = “content”
arr = [1,2,3]

最初的赋值兼做变量声明,无需额外声明。变量是无类型的,因此,无论何种类型,都可以无差别的赋值。下面的程序完全合法。

Ruby代码
lvar = “content”
lvar = [1,2,3]
lvar = 1

虽说可以,不过没有必要。把不同类型的变量赋值给一个变量通常只能增加阅读的难度。实际的Ruby程序中很少这样做。这里的做法完全是为了举例。

访问变量是一种常见的记法。

Ruby代码
str = “content”
p(str) # 显示”content”

随后是一个变量保持引用的例子。

Ruby代码
a = “content”
b = a
c = b

程序执行后,a、b、c三个局部变量指向同一个对象——第一行生成的字符串对象“content”,如图1所示。

图1: Ruby变量保持对象引用

对了,这里的“局部”是某种程度上的局部,暂且还无法解释它的范围。先要说一下,顶层只是一种“局部”作用域。

常量

变量名以大写字母开头的是常量。因为是常量,只能对它进行一次(第一次)赋值。

Ruby代码
Const = “content”
PI = 3.1415926535

p(Const) # 显示”content”

再次赋值会造成错误。说实话,只是警告,不是错误。这么做是为了让一些操作Ruby程序本身的应用程序,比如开发环境,在加载两次文件的时候,不会报错。也就是说,这是为实用而做的妥协,本来应该报错。实际上,直到1.1版本都会报错。

Ruby代码
C = 1
C = 2 # 实际中只是给出警告,理论上应该报错

很多人为“常量”这个词所欺骗,认为常量就是“所指对象一旦被记住,便不再改变”。实际上,并不是常量所指的对象不再改变。如果用英语表达的话,read only比constant更能表现其意图(图2)。顺便说一下,另有一个名为freeze的方法用于让对象本身不变。

图2: 常量read only的含义

实际上,常量的作用域还没有谈到。在下一节中,我们会结合类来谈一下。

控制结构

Ruby的控制结构很丰富,单单罗列出来就很困难了。先来谈谈if和while。

Ruby代码
if i < 10 then # 主体 end while i < 10 do # 主体 end 对于条件表达式,只有两个对象——false和nil——为假,其余所有对象都是真。0和空字符串也是真。 顺便说一下,当然不会只有false,还有true。它当然是真。 类与方法 类 本来在面向对象系统中,方法属于对象。但那完全是理想世界的事。在普通的程序中,会有大量拥有相同方法集合的程序,坦率的说,以对象为单位去记忆其所拥有的方法并不是件容易的事。通常是用类或多方法(multi method)这样的结构来减少方法的重复定义。 在Ruby中,将对象与方法连在一起的机制采用了传统的”类”的概念。也就是说,所有对象都属于某个类,由类决定可以调用的方法。这时,就称对象是“某某类的实例(instance)”。 比如,字符串“str”是String类的一个实例。并且,String类定义了upcase、downcase、strip,以及其它一些方法,所有字符串对象都可以响应这些方法。 Ruby代码 # 因为全都属于字符串类,所以定义了同样的方法 "content".upcase() "This is a pen.".upcase() "chapter II".upcase() "content".length() "This is a pen.".length() "chapter II".length() 不过,如果调用的方法没有定义怎么办?静态语言的话,会造成编译错误,而Ruby则会成为运行时异常。实际试一下。这种长度的程序还是用-e运行比较方便。 Ruby代码 % ruby -e '"str".bad_method()' -e:1: undefined method `bad_method' for "str":String (NoMethodError) 如果找不到方法,就会抛出一个名为NoMethodError的错误。 最后,为那个一遍遍说的令人厌烦的“String的upcase方法”准备了一个专用的记法。 “String#upcase”表示“定义在String类中的upcase方法”。 顺便说一下,写成“String.upcase”在Ruby世界里有完全不同的意思。至于是什么意思?下节分解。 类的定义 迄今为止,都是已经定义的类。当然,还可以定义自己的类。类可以用class语句定义。 Ruby代码 class C end 这里定义了一个新的类C。定义后,可以如下这样用。 Ruby代码 class C end c = C.new() # 生成C的实例,赋值给变量c 请注意,生成实例用的不是new C。敏锐的读者可能注意到了,C.new()的记法像是一个方法调用。在Ruby中,生成对象的表达式只是一个方法调用。 首先,Ruby的类名与常量名是等价的。那么,与类名同名的常量是什么呢?实际上,就是这个类。在Ruby中,所有能操作的东西都是对象。类自然也是对象。这种对象称为类对象。所有的类对象都是Class类的实例。 也就是说,创建新类对象的class语句,其动作是将类对象赋值给一个与类同名的常量。另一方面,生成实例的操作是,访问这个常量,通过该对象调用方法(通常是new)。看看下面的例子就可以知道,实例生成同普通的方法调用没有区别。 Ruby代码 S = "content" class C end S.upcase() # 得到常量S表示的对象,调用upcase方法 C.new() # 得到常量C表示的对象,调用new方法 正是因为这样,Ruby中没有new这个保留字。 接下来,可以用p将生成的类实例显示出来。 Ruby代码 class C end c = C.new() p(c) # #

不过,它到底无法像字符串和整数那样表示得那么漂亮,显示的是类名和所属的内部ID。这个ID表示的是指向该对象指针的值。

是的是的,可能你已经完全忘了方法名的记法。 “Object.new”表示通过类对象Object本身调用new方法。因此,“Object#new”和“Object.new”完全是两码事,需要严格区分。

obj = Object.new() # Object.new
obj.new() # Object#new

实际上,Object#new并没有定义,像这个程序的第二行会造成错误。希望你只把它当作一个例子。

方法的定义

即便定义了类,没有定义方法也是没有意义的。让我们试着在类C中定义方法。

Ruby代码
class C
def myupcase( str )
return str.upcase()
end
end

定义方法用def语句。这个例子中定义了myupcase方法。有一个名为str的参数。同变量一样,参数和返回值都不需要写类型。而且可以有多个参数。

试着用一下定义的方法。缺省情况下,方法可以在外部调用。

Ruby代码
c = C.new()
result = c.myupcase(“content”)
p(result) # 显示”CONTENT”

当然,习惯之后便无需一个个的赋值了。下面的写法也是一样的。

Ruby代码
p(C.new().myupcase(“content”)) # 同样显示”CONTENT”

self

在方法执行过程中,通常会保留自己(方法调用的实例)是谁的信息,这个信息可以通过self得到。类似于C++或Java中的this。我们来确认一下。

Ruby代码
class C
def get_self()
return self
end
end

c = C.new()
p(c) # #
p(c.get_self()) # #

如你所见,两个表达式返回的是同样的对象。可以确认,对c调用方法,其self就是c。

那么,通过自身调用方法该怎么做才好呢?首先要考虑通过self进行调用。

Ruby代码
class C
def my_p( obj )
self.real_my_p(obj) # 通过自身调用方法
end

def real_my_p( obj )
p(obj)
end
end
C.new().my_p(1) # 显示1

不过,调用“自己的”方法还要特意指定,太麻烦。因此,对self的调用可以省略调用方法的目标对象(接收者,receiver)。

Ruby代码
class C
def my_p( obj )
real_my_p(obj) # 可以不指定调用的接收者
end

def real_my_p( obj )
p(obj)
end
end

C.new().my_p(1) # 显示1

实例变量

还有一种说法,对象是数据 + 代码,所以,仅仅定义方法还是没什么用。有必要以对象为单位来记住数据,也就是实例变量,在C++中称为成员变量。

根据Ruby的变量命名规则,第一个字母决定类型。实例变量是“@”。

Ruby代码
class C
def set_i(value)
@i = value
end

def get_i()
return @i
end
end

c = C.new()
c.set_i(“ok”)
p(c.get_i()) # 显示”ok”

实例变量不同于前面介绍的变量,即便不赋值(甚至不定义)也一样可以访问。这种情况下会变成怎样呢……接着前面的代码继续尝试。

Ruby代码
c = C.new()
p(c.get_i()) # 显示nil

没有set就get,结果显示nil。nil表示一个“没有”的对象。存在对象却“没有”,很不可思议,没办法,它就是这样。

nil也可以作为一个字面量使用。

Ruby代码
p(nil) # 显示nil

initialize

正如我们看到的,即便是刚刚定义的类也可以调用new方法创建实例。的确如此,不过,有时需要对一个类进行特定的初始化。这时要修改的不是new方法,而是一个名为initialize的方法。它会在new的过程中调用。

Ruby代码
class C
def initialize()
@i = “ok”
end
def get_i()
return @i
end
end
c = C.new()
p(c.get_i()) # 显示”ok”

严格说来,这只是new方法的设计,而非语言的设计。

继承

类可以继承自其它类。比如,String类继承自Object类。在本书中,用图3那样的纵向箭头表示这种关系。

图3: 继承

在这副图中,被继承类(Object)称为超类,继承类(String)称为子类。请注意,这里的术语不同于C++,而与Java相同。

总之,先试试。我们创建的类也可以继承自其它类。创建继承类(指定超类)要这样写。

Ruby代码
class C < SuperClassName end 像迄今为止这样省略超类的写法,隐含着Object就是超类。 为什么需要继承呢?当然是为了继承方法。继承的运作方式就像在子类中重复定义超类中的方法。让我们来试试看。 Ruby代码 class C def hello() return "hello" end end class Sub < C end sub = Sub.new() p(sub.hello()) # 显示"hello" hello是定义在类C中的方法,Sub的实例也可以调用它。当然,这里也没有必要赋值给一个变量。下面这样写也是一样的。 Ruby代码 p(Sub.new().hello()) 如果定义了同名的方法,就会发生“改写(override)”。C++和Object Pascal(Delphi)通过保留字virtual指明方法改写,但在Ruby中,所有方法都可以无条件改写。 Ruby代码 class C def hello() return "Hello" end end class Sub < C def hello() return "Hello from Sub" end end p(Sub.new().hello()) # 显示"Hello from Sub" p(C.new().hello()) # 显示"Hello" 类可以有许多级继承。比如,像图4那样。在这种情况下, Fixnum继承了Object、Numeric和Integer的全部方法。方法同名时,优先考虑更近的类的方法。由于没有根据类型进行重载(overload)之类的东西,一切的条件都变得非常简单。 图4: 多级继承 在C++中,可以有什么都不继承的类。而在Ruby中,必然是直接或间接的继承自Object。总之,如果画出继承关系图,就是一棵以Object为顶点的一棵树。比如,把内建程序库中重要类的继承关系画成一棵树的话,就像图5的感觉。 图5: Ruby的类树 超类一旦(定义的时候)确定,之后就无法改变。也就是说,在类树中增加新的类,其位置是不会改变或删除的。 变量的继承……? 在Ruby中,变量(实例变量)是不能继承的。即便可以继承,类中也不会包含这个变量的使用信息。 只有方法可以继承,只要调用继承方法(通过子类实例),就会发生实例变量赋值,也就是说,将它定义出来。这样的话,实例变量的命名空间就完全变平,哪个类的方法都可以访问。 Ruby代码 class A def initialize() # 在new的过程中调用 @i = "ok" end end class B < A def print_i() p(@i) end end B.new().print_i() # 显示"ok" 如果不能理解这个行为的话,抛开类和继承来考虑就好了。如果有一个类C的实例obj,首先,类C超类的方法都定义在C中。当然,要适当考虑一下改写规则。这样,C的方法就附着在obj上了(图6)。强烈的“实体感”是Ruby面向对象的特征。 图6: Ruby对象图 模块 只能指定一个超类。看起来Ruby似乎是单一继承。但是,因为模块的存在让它拥有了与多重继承同等的能力。下面就来讨论一下模块。 一言以蔽之,模块就是“无法指定超类,无法生成实例”的类。定义可以这样写。 Ruby代码 module M end 这样就定义了模块M。方法定义与类完全相同。 Ruby代码 module M def myupcase( str ) return str.upcase() end end 然而它无法直接调用,因此不能创建实例。那么该怎么用呢?应该由其它类“include”这个模块。这样一来,就好像类继承自这个模块一样。 Ruby代码 module M def myupcase( str ) return str.upcase() end end class C include M end p(C.new().myupcase("content")) # 显示"CONTENT" 即便类C没有定义myupcase方法也一样可以调用。也就是说,“继承”了模块的方法。在功能上,include与继承完全相同。方法定义和实例变量的访问也不受什么限制。 前面说过,模块不能指定超类,不过,它可以包含其它模块。 Ruby代码 module M end module M2 include M end 也就是说,这在功能上与指定超类相同。只是哪个类在上面并不确定。只是模块之上只能是模块。 下面是一个包含方法继承的例子。 Ruby代码 module OneMore def method_OneMore() p("OneMore") end end module M include OneMore def method_M() p("M") end end class C include M end C.new().method_M() # 显示"M" C.new().method_OneMore() # 显示"OneMore" 如果以类继承的方式来表现的话,就是图7这样。 图7: 多重包含 如果类有超类,那么它与模块的关系又是怎样的呢?考虑下面的情况。 Ruby代码 # modcls.rb class Cls def test() return "class" end end module Mod def test() return "module" end end class C < Cls include Mod end p(C.new().test()) # “class”? “module”? C继承自Cls,包含了Mod。在这种情况下,究竟是显示"class"还是"module"呢?也就是说,模块和类哪边更“近”呢?Ruby的事要听Ruby的看法,执行一下。 Ruby代码 % ruby modcls.rb "module" 模块似乎比超类的优先级更高。 一般说来,在Ruby中,如果包含了模块的话,就像夹在类和超类“之间”那样的继承。画出来的话,就像图8一样。 图8: 类与模块的相互关系 如果考虑模块包含模块的情况,就如图9所示。 图9: 类与模块的相互关系(2) 程序(II) 注意。这一节非常重要,而且,提到了一些只熟悉静态语言的程序很少接触的元素。其它的可以随便翻翻,但这里希望你可以仔细阅读。因此,本节也比较详尽。 常量的嵌套 首先复习一下常量。常量以大写字母开头,可以像下面这样定义。 Ruby代码 Const = 3 访问常量可以这样做。 Ruby代码 p(Const) # 显示3 实际上,也可以这样写。 Ruby代码 p(::Const) # 同样显示3 开头加上::,表示“这是一个定义在顶层的常量”。就像文件系统的路径一样。假设根目录下有个叫vmunix的文件。在/下只写vmunix就可以访问它。而在全路径下就要写/vmunix。Const和::Const也是同样的关系。在顶层下,可以只写Const,也可以按照全路径写::Const。 那么文件系统中的目录在Ruby中相当于什么呢?答案是类定义语句和模块定义语句。因为分别说两个显得冗长而麻烦,以后都归结为类定义。如果是在类定义中,那么常量的层次就要会提升(进入目录)。 Ruby代码 class SomeClass Const = 3 end p(::SomeClass::Const) # 显示3 p( SomeClass::Const) # 同样显示3 SomeClass是定义在顶层的类,所以,常量仅仅写成SomeClass也可以,写成::SomeClass也可以。嵌套在类定义中的常量Const是“SomeClass中的常量”,它变成了::SomeClass::Const。 如同在目录中可以创建新目录一样,类中同样可以定义新类。比如这样: Ruby代码 class C # ::C class C2 # ::C::C2 class C3 # ::C::C2::C3 end end end 在类定义中定义的常量必须写全路径吗?当然没有这种事。等同于文件系统的比喻,在同级的类定义语句“中”,可以不用::。也就是这样: Ruby代码 class SomeClass Const = 3 p(Const) # 显示3 end 没想到这样吧!在类定义语句中写可执行的程序。我想,这对于只熟悉静态语言的人来说,相当意外。我第一次见的时候,也是大吃一惊。 多说几句,当然在方法定义中常量也是可见的。访问规则等同于类定义语句。 Ruby代码 class C Const = "ok" def test() p(Const) end end C.new().test() # 显示"ok" 全部执行 盯住这里所写的全部。在Ruby中,程序的大部分都是“可执行的”。常量定义、类定义语句、方法定义语句,几乎看到的所有东西都是按顺序执行。 比如,看看下面的代码。迄今为止的结构在这里都用到了。 Ruby代码 1: p("first") 2: 3: class C < Object 4: Const = "in C" 5: 6: p(Const) 7: 8: def myupcase(str) 9: return str.upcase() 10: end 11: end 12: 13: p(C.new().myupcase("content")) 这个程序按以下顺序执行。 Ruby代码 1: p("first") 显示"first"。 3: < Object 访问常量Object,得到类对象Object 3: class C 以Object为超类生成一个新的类,带入常量C中 4: Const = "in C" 定义::C::Const。其值为"in C" 6: p(Const) 显示::C::Const。显示为"in C"。 8: def myupcase(...)...end 定义方法C#myupcase。 13: C.new().myupcase(...) 访问常量C,调用其new,进而调用myupcase。 9: return str.upcase() 返回"CONTENT"。 13: p(...) 显示"CONTENT"。 局部变量的作用域 终于要来讨论局部变量的作用域了。 顶层、类定义语句内、模块定义语句内、方法体内,都有各自完全独立的局部变量作用域。也就是说,下面程序中的Ivar互不相同,互不冲突。 Ruby代码 lvar = 'toplevel' class C lvar = 'in C' def method() lvar = 'in C#method' end end p(lvar) # 显示"toplevel" module M lvar = 'in M' end p(lvar) # 显示"toplevel" 作为上下文的self 之前说过,在方法执行中,可以通过self调用自己(调用方法的对象)。这话对,但只是一半。其实,Ruby程序执行过程中,到处都设置了self。就连顶层和类定义语句中都有self。 比如,顶层甚至也有self。顶层的self称为main。没什么奇怪的,它就是Object的实例。 main仅仅是为了设置self而准备的,没有什么更深层的含义。 因为顶层的self,也就是main,是Object的实例,所以,即便是在顶层也可以调用Object的方法。而且Object包含了一个称为Kernel模块,其中定义了“函数风格的方法”,像p、puts。(图10)。因此,即便在顶层也可以调用p和puts。 图10: main、Object和Kernel 其实,p不是一个函数,而是一个方法。只是因为它定义在Kernel中,无论self的类是什么,都就可以像“自己的”方法一样调用。 Ruby中并不存在真正意义的“函数”。有的只是方法。 顺便说一下,函数风格的方法除了p、puts之外,还有print、puts、printf、sprintf、gets、fork、exec等等,很多名称似曾相似的方法。看到这里选择的名称,Ruby的性格就不难想象了。 不管在哪里,self都会设置,即便在类定义语句中,这一事实也不会改变。类定义中的self就那个是类(类对象)。因此会变成这样。 Ruby代码 class C p(self) # C end 这个到底有什么用呢?其实这个例子非常有用。是这样。 Ruby代码 module M end class C include M end 其实,include是调用对象C的方法。还没有说到,Ruby的方法调用可以省略括号。类定义的话题还没有结束,为了让它看上去不那么像方法调用,所以,这里去掉了括号。 加载 Ruby对于程序库的加载也全都是在执行时进行的。通常这样写。 Ruby代码 require("library_name") 同看到的一样,require是一个方法。根本没有保留字。这样写的话,就在其所写的地方执行加载,执行就转移到那个程序库(的代码)。因为Ruby中没有Java中包的概念,如果希望划分程序库名称的名字空间,就将文件分开放置到目录里。 Ruby代码 require("somelib/file1") require("somelib/file2") 程序库中也是使用普通的class语句和module语句定义类和模块。顶层的常量其作用域是平的,与文件无关,最初在一个文件里定义的类在另一个文件里也可以看见。为了划分类名的名字空间,可以像下面这样明确的嵌套在模块中。 Ruby代码 # net程序库的名字空间划分的例子 module Net class SMTP # ... end class POP # ... end class HTTP # ... end end 类的进阶 继续探讨常量 之前,我们以文件系统比喻常量的作用域,不过,希望你从这里开始完全忘记这个比喻。 常量还有很多结构。首先,“外部”的类可以看到常量。 Ruby代码 Const = "ok" class C p(Const) # 显示"ok" end 为什么是这样呢?这是为了便于使用模块作为名字空间。怎么回事呢?用前面的net程序库作为例子追加说明一下。 Ruby代码 module Net class SMTP # 使用Net::SMTPHelper的方法 end class SMTPHelper # Net::SMTP的辅助类 end end 在这种情况下,SMTP能访问SMTPHelper的话就方便多了。于是便可以得到“外部类可以访问会很方便”的结论。 无论嵌套多少层,“外部”类都可以访问。如果多个嵌套层次中都定义了相同的常量名,访问的就是从内向外按顺序找到的第一个。 Ruby代码 Const = "far" class C Const = "near" # 这个Const比上一个近 class C2 class C3 p(Const) # 显示"near" end end end 此外,常量还有一个查找路径。一直往外层的类查找常量,如果直到顶层还没找到,就会进一步搜索自己超类的常量。 Ruby代码 class A Const = "ok" end class B < A p(Const) # 显示"ok" end 完全没有那么复杂。 总结一下。查找常量的时候,先搜外部类,然后是超类。比如,虽然另类,但假设有下面这个类层次结构。 Ruby代码 class A1 end class A2 < A1 end class A3 < A2 class B1 end class B2 < B1 end class B3 < B2 class C1 end class C2 < C1 end class C3 < C2 p(Const) end end end 在C3中访问常量Const,按照图11的顺序进行查找。 图11: 常量的查找顺序 有一点要注意。完全不会查找外部类的超类,比如A1和B2。如果向外查找,就是彻底向外的方向,如果查找超类,就纯粹的超类方向。如果不这样,就会有多条的类查找路径,行为会复杂到难以预测。 元类(Meta Class) 之前说过,如果是对象的话,就可以调用其方法。也说过,对象的类决定了能够调用的方法。那么类对象是否也有个“类”呢?(图12) 图12: 类的类是? 这样的时候,最好在Ruby中实际确认一下。有一个Object#class方法,它是一个“返回自己所属类(类对象)的方法”。 Ruby代码 p("string".class()) # 显示String p(String.class()) # 显示Class p(Object.class()) # 显示Class 看来,String属于Class类。那么进一步,Class的类是什么呢? Ruby代码 p(Class.class()) # Class显示 看来还是Class。也就是说,不管什么对象,只要.class().class().class()……,这样一路下去,一定会得到Class,最后就是一个环(图13): 图13: 类的类的类的…… Class是类的类。这种有“某某的某某”的递归结构的东西称为“元(meta)某某”, Class就是“元类”。 元对象(Meta Object) 这次的目标变为对象,考虑一下模块。模块也是对象,和类一样,它也应该有个“类”。试一下。 Ruby代码 module M end p(M.class()) # 显示Module 看来,模块对象的类是Module。那么Module的类是什么呢? Ruby代码 p(Module.class()) # Class 还是Class。 这次改变一下方向,调查一下继承关系。Class和Module的超类都是什么呢?在Ruby中,可以用Class#superclass来检查。 Ruby代码 p(Class.superclass()) # Module p(Module.superclass()) # Object p(Object.superclass()) # nil 哎呀!Class居然是Module的子类。根据这些事实,画出Ruby几个重要类之间的关系,如图14所示。 图14: Ruby的重要类之间的关系 迄今位置,没有对用了多次的new和include进行说明,这里终于可以解释一下了。 new实际上是Class类定义的方法。因此,任何类(都是Class的实例)都可以直接使用new。 Module中没有定义new方法,所以,无法创建它的实例。而Module定义了include方法,所以,模块和类都可以调用include。 Object、Module、Class是支撑Ruby的根基。这三个对象就可以将Ruby的对象世界本身描述出来。换句话说,它们是描述对象的对象。所以,Object Module Class是Ruby的“元对象”。 singleton方法(singleton method) 对象可以调用方法。可以调用的方法由对象的类决定。但是理想情况下,方法是属于对象的。至于类,它的存在是为了省去多次同样方法的时间。 实际上,Ruby有一种机制,可以为对象(实例)单独定义方法,无论它们的类是什么。这样写。 Ruby代码 obj = Object.new() def obj.my_first() puts("My first singleton method") end obj.my_first() # 显示My first singleton method 众所周知,Object是所有类的超类。在这么重要的类中,不可能定义一个像my_first名称这样怪异的方法。 obj是Object的实例。但是,obj却可以调用my_first方法。也就是说,肯定在哪定义了这个与所属类完全没有关系的方法。这样为某个对象定义的方法称为singleton方法(singleton method)。 什么时候会用到singleton方法呢?首先是定义类似于Java和C++静态方法的时候。也就是不生成实例也可以调用的方法。这样的方法在Ruby中表现为类对象的singleton方法。 比如,UNIX中有一个名为unlink的系统调用。它可以从文件系统中删掉一个文件。在Ruby中,可以通过File类的singleton方法unlink来使用。尝试用一下。 Ruby代码 File.unlink("core") # 删除core文件 每次都说“File对象的singleton方法unlink”很麻烦,以后把它写作“File.unlink。别写成“File#unlink”了,“File.write”表示“File类定义的write方法”。 ▼ 方法记法总结 记法 调用对象 调用示例 Ruby代码 File.unlink File类本身 File.unlink("core") File#write File的实例 f.write("str") 类变量 类变量是ruby 1.6加入的,是一项比较新的功能。它同常量一样,都属于某个类,它可以在类和实例中赋值和访问。看看下面的例子。变量名以@@开头的就是类变量。 Ruby代码 class C @@cvar = "ok" p(@@cvar) # 显示"ok" def print_cvar() p(@@cvar) end end C.new().print_cvar() # 显示"ok" 类变量最初的赋值兼有定义的作用,像下面这样在赋值前访问就会造成运行时错误。虽然前面都有@,但其行为与实例变量完全不同。 Ruby代码 % ruby -e ' class C @@cvar end ' -e:3: uninitialized class variable @@cvar in C (NameError) 这里稍微偷了下懒,给了程序一个-e选项。'和'之间的三行是程序。 再有,类变量是可继承的。子类方法可以对超类的类变量进行赋值和访问。 Ruby代码 class A @@cvar = "ok" end class B < A p(@@cvar) # 显示"ok" def print_cvar() p(@@cvar) end end B.new().print_cvar() # 显示"ok" 全局变量 最后,还有全局变量。在程序的任何位置都可以对全局变量进行赋值和访问。变量名的第一个字符为$的就是全局变量。 Ruby代码 $gvar = "global variable" p($gvar) # 显示"global variable" 可以把全局变量看作是实例变量,所有的名称在访问之前就已经定义好了。也就是说,赋值前的访问会返回nil而不是造成错误。

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