Ruby面向对象编程中类与方法的基础学习

技术  /  管理员 发布于 5年前   265

打开类和猴子补丁
在Ruby中，类定义的方法和其他的语句没有任何区别，都是一行一行的执行下去的。如下例子：

class Example  def method_1   puts "method 1"  end end class Example  def method_2   puts "method 2"  end end 

本例中，当第一次定义Class Example的时候，还没有一个叫做Example的Class存在，因此，Ruby开始定义这个类，当后面在定义这个类时，Ruby会发现该类已存在，并返回这个类，而不是定义一个新类。

因为这个特性，因此，Ruby天生具有打开一个已经存在的类，并动态修改其内容的能力，即使其是标准类库的类也不例外。比方说，可以给SDK的String类添加一个去除String中的标点符号和特殊字符的方法：to_alphanumeric

class String  def to_alphanumeric   gsub /[^\w\s]/, ''  end end “H&&^^ello”.to_alphanumeric #==>Hello 

，然后，所有的String对象都具备“to_alphanumeric”的能力了，这种技术一般简称为打开类技术。

上面描述的打开类技术其实是隐含了一定的风险的，尤其是在大型系统中使用打开类技术扩展标准类库时，因为，很多开发人员都在扩展类，当多个扩展方法的名字一样时， 后定义的总会覆盖掉前面，从而导致整个系统的崩溃，业界把这种鲁莽的修改类的方式简称为猴子补丁（Monkey Patch）。因此在使用打开类技术时，一定要慎之又慎。

实例变量
在Ruby中，实例变量是存储在对象中，但是，其于该对象的类没有关系，当给对象的实例变量赋值时，该实例变量就生成了，说白了，实例变量就像是一个挂载在对象上的HashMap，每个对象都可以用自己不同的HashMap, 如下例：

class Person  def name   @name = "xianlinbox"  end end p = Person.new puts p.instance_variables   #==>nil p.name puts p.instance_variables   #==>@name 

方法
作为一个对象，除了有实例变量（也可以称之为属性），还需要有方法。 但是在Ruby中，关于方法的定义并不在对象中，而是在对象自身的类中，这是因为“共享同一个类的对象也必须共享同样的方法”。但是，不能说Class有一个叫做“method”的方法，因为无法使用"Class.method"调用该方法，而要说Class有一个实例方法“method”，这意味着必须创建该类的实例对象，通过实例对象调用该方法。

如果要定义类方法，那么在定义方法的时候，必须加类名前缀，如下：

class Person  def Person.name   @name = "xianlinbox"  end end 

类本身也是对象
在Ruby中Class本身也是一个对象，关于对象的所有规则都适用于Class.

puts "hello".class          #=> String puts String.class           #=> Class puts Class.class           #=> Class puts Class.instance_methods(false)  #=> [:superclass,:allocate,:new] puts Class.instance_variables    #=> nil 

类的继承体系

puts String.superclass    #=> Object  puts Class.superclass     #=> Module puts Module.superclass    #=> Object puts Object.superclass    #=> BasicObjec puts BasicObject.superclass  #=> nil 

BasicObject是继承体系的根节点。
所有类都继承自Object。
Class是对Module的继承增强，增加了new()和allocate()方法以创建实例。

方法的查找与执行
Ruby中对象的方法都定义在类中，当对象想要执行一个方法时，首先需要找到该方法，而Ruby编译器查找方法的方式就是，第一步在自己的类中找，没有的话，就沿着该类的祖先链（ancestors）一直往上找。

String.ancestors    # => [String, Comparable, Object, Kernel, BasicObject] 

为什么这儿会出现Comparable和Kernal， 这是因为Module的机制，当一个类include一个模块时，编译会把该模块放在最靠近该类的祖先链上， String类include了Comparable模块，而Kernal则是被Object类include的。

方法执行的时候需要一个接收者，方法就会在接收者对象中被执行，该接收者就是所谓的self对象。一般情况下，self对象是由最后一个接收该方法的对象担当，在类和模块的定义中（并且在任何方法的定义外），self对象由类或模块担任。

动态调用方法
通常方法的调用方式是“对象名.方法名”，在Ruby中有一个很酷的特性，可以通过send()方法，把想调用的方法名作为参数，这样就可以在代码运行时，直到最后时刻才决定调用哪个方法，这种技术称之为动态派发（Dynamic Dispatch）。这个技术非常有用，比方说，当在项目中有一个配置文件对象，会根据配置文件初始化，在使用过程中，不同用户可能会设置不同的值。通常做法是，判断属性的键值是对应到哪个属性，然后，调用对应的set方法，代码如下：

config.name = v if isNameProperty?(k)  config.password = v if isPasswordProperty?(k)  config.port = v if isPortProperty?(k)  ...  

看着这么一堆的长得像亲兄弟似的代码，不由得产生一种阉掉它们的冲动。如果使用动态调用方法的话，代码可以简化如下：

load_config('config.properties').each do |k, v|  config.send("#{k}=", v)  end 

 根据获取的每个键值，去调对应属性的set方法，代码清爽很多，而且以后扩展config对象不需要修改load方法。

动态定义方法
除了动态调用方法外，Ruby甚至支持动态定义方法，通过使用Module#define_method()方法，提供一个方法名和一个充当方法体的块即可定义一个方法。例：

class MyClass  define_method :doubleString do |args|  args * 2  end  end  t = MyClass.new  puts t.doubleString("he")  # => hehe 

有了这个黑魔法之后，以后，就可以多个相似方法中不同的部分抽出来作为参数，然后，使用一个方法定义搞定所有的方法。

method_missing()方法
Ruby是动态语言，编译器并不会检测方法调用时的行为，因此你可以调用一个不存在的方法。 在运行时，所有找不到对应方法的调用都会调用一个method_missing()方法，该方法定义在Kernal模块中，因此每个对象都继承了该方法。在kernal中method_missing()方法，会抛出一个NoMethodError的异常，这就是编译器所做的工作。

但是，我们可以覆写这个方法，让它变得很有意思。比方说，创建一个Struct，当你想要新的属性时，只需要给它赋个值就神奇的产生了。

class MyStruct  def initialize  @attributes = {}  end   def method_missing(name, *args)  attribute = name.to_s  if attribute =~ /=$/  @attributes[attribute.chop] = args[0]  else  @attributes[attribute]  end  end  end  s = MyStruct.new  s.weibo = "@xianlinbox"  puts s.weibo       # => @xianlinbox 

这种，从调用者角度看，跟普通方法没什么区别，但是实际接收者却并没有相对应的方法的方法，Ruby术语称之为幽灵方法（Ghost Method）。对于幽灵方法，除了自定义该方法以外，还可以把该方法转发给另外一个对象的方法，当然，你可以在转发前后包装一些自己的逻辑，这种处理技术称之为动态代理（Dynamic Proxy），和前面提到的动态调用异曲同工。

使用了method_missing处理幽灵方法后，所有不存在方法的调用都会到这里来，这可能会导致一些错误信息不直观的问题（你看不到NoSuchMethod这样的提示了），因此， 在使用method_missing方案的时候，一定要限定其使用范围，并且调用父类的super.method_missing方法，让不属于这个范围的，该报什么错还是报什么错。

白板类与保留方法
每一个类都有从父类继承下来的一堆方法，在使用动态代理技术时，如果一个幽灵方法和真实的方法（你没有意料到的继承来的方法）发生名字冲突时，后者会获胜，从而导致系统报错。因此在使用动态代理技术时， 可以在代理类中删除绝大多数继承来的方法，避免发生名字冲突，删除了继承方法的类，就是所谓的白板类（Blank Slate），删除类方法的途径有2个，一个是调用Module#undef_method方法，一个是调用Module#remove_method方法。

在Ruby的Object类中，有一些方法是内部使用的，如果对其重新定义，或删除，可能导致Ruby莫名其妙的挂掉，为了防止这种事情的发生，Ruby在这些方法名前面用“__”打头，这些方法称之为保留方法，当你试图修改这些方法时，Ruby会给出警告。