Ruby - Руководство пользователя

ТО, что выше наисано красным, на экране выглядит как инвертированное. "~~~~~" для тех, кто пользуется браузером в текстовом режиме.

Давайте попробуем другие сочетания.

str> abc012dbcd555

pat> \d

Если то, что выводит программа, для Вас является неожиданностью, то посмотрите внимательно на таблицу вверху этой страницы: \d не имееет никакого отношения к символу d, вместо этого он означает одиночную цифру.

А что, если имеется несколько способов удовлетворить условиям, накладываемым шаблоном?

str> foozboozer

pat> f.*z

foozbooz дается как совпадение вместо fooz, поскольку регулярные выражения выделяют максимально длинную строку, удовлетворяющую шаблону.

Вот например, шаблон, позволяющий вычленить поле "время", внутри которого для разделения используются двоеточия.

str> Wed Feb  7 08:58:04 JST 1996

pat> [0-9]+:[0-9]+(:[0-9]+)?

"=~" это оператор выполнения сравнения по шаблону; он возвращает позицию в строке, начиная с которой найдено совпадение, или nil в случае, если таковое не найдено.

ruby> "abcdef" =~ /d/

   3

ruby> "aaaaaa" =~ /d/

   nil

Back to top

Вы можете создать массив, перечислив несколько его элементов в квадратных скобках ([]) и разделяя их запятой. Массивы в Ruby могут включать в себя элементы разных типов.

ruby> ary = [1, 2, "3"]

   [1, 2, "3"]

Массвы могут быть повторены или объединены точно так же, как и строки.

ruby> ary + ["foo", "bar"]

   [1, 2, "3", "foo", "bar"]

ruby> ary * 2

   [1, 2, "3", 1, 2, "3"]

Мы можем использовать индексы для того, чтобы сослаться на любую часть массива.

ruby> ary[0]

   1

ruby> ary[0,2]

   [1, 2]

ruby> ary[0..1]

   [1, 2]

ruby> ary[-2]

   2

ruby> ary[-2,2]

   [2, "3"]

ruby> ary[-2..-1]

   [2, "3"]

(Отрицательные индексы обозначают относительное смещение считая с не с начала массива, а с конца.)

Массивы могут быть преобразованы в строки и из строк, используя join и split соответственно:

ruby> str = ary.join(":")

   "1:2:3"

ruby> str.split(":")

   ["1", "2", "3"]

Хешы

Ассоциативный массив имеет элементы, доступ к которым осуществляется не по порядковому номену (индексу), а по ключу keys, который может быть значением любого типа.  Такие массывы иногда называют хеш или словарь; в мире Ruby предпочитают название хэш.  Хеш может быть создан путем перечисления пар в круглых скобках ({}).  Для поиска чего-либо в хеше используется ключ, так как если бы вы использовали индекс для поиска в в массиве.

ruby> h = {1 => 2, "2" => "4"}

   {1=>2, "2"=>"4"}

ruby> h[1]

   2

ruby> h["2"]

   "4"

ruby> h[5]

   nil

ruby> h[5] = 10     # добавляем значение

   10

ruby> h

   {5=>10, 1=>2, "2"=>"4"}

ruby> h[1] = nil    # удаление значения

   nil

ruby> h[1]

   nil

ruby> h

   {5=>10, "2"=>"4"}

Back to top

Давайте теперь рассмотрим код некоторых примеров, показанных выше.   Для ссылок мы во всех скриптах будем использовать номера строк.

Факториал

Этот скрипт был представлен в главе "Простые примеры".

01  def fact(n)

02    if n == 0

03      1

04    else

05      n * fact(n-1)

06    end

07  end

08  print fact(ARGV[0].to_i), "\n"

Поскольку это первое рассмотрение, мы проанализируем отдельно каждую строку.

01  def fact(n)

В первой строке def - это оператор, используемый для определения функции (или, точнее, метода; о том, что такое метод, мы расскажем в последующих главах).  Здесь он определяет, что функции fact передается один аргумент, обозначенный как n.

02    if n == 0

if предназначено для проверки условия. Если условие выполняется, то просчитывается следующая строка; иначе выполняется то, что следует за else.

03      1

Значение, возвращаемое if, равно 1, если условие выполняется.

04    else

Если условие не выполняется, то вычисляется блок кода отсюда до end.

05      n * fact(n-1)

Если условие ны выполняется, то результатом if будет значение, равное n умноженное на fact(n-1).

06    end

Первое "end" закрывает оператор if.

07  end

Второе "end" закрывает оператор def.

08  print fact(ARGV[0].to_i), "\n"

В этой строке происходит вызов функции fact() с передачей в нее значения, определенного в командной строке, затем выводится результат.

ARGV - это массив, содержащий аргументы, переданные в командной строке. Элементами ARGV являются строки, так что мы должны привести их к целым числам, используя to_i.  Ruby, в отличие от Perl, не преобразует автоматически строки в целые.

Гммм... А что произойдет, если мы скормим программе в качестве параметра отрицательное число?  Видите проблему?  А сможете исправить?

Строки

Теперь мы рассмотрим программу-пазл из главы, посвященной строкам.

01  words = ['foobar', 'baz', 'quux']

02  secret = words[rand(3)]

03

04  print "guess? "

05  while guess = STDIN.gets

06    guess.chop!

07    if guess == secret

08      print "you win\n"

09      break

10    else

11      print "you lose.\n"

12    end

13    print "guess? "

14  end

15  print "the word is ", secret, ".\n"

В этой программе использована новая управляющая структура while.  Выполнение кода между while и соответствующим end будт повторяться до тех пор, пока некоторое заданное условие будет оставаться верным.

rand(3) в строке 2 возвращает случайную величину в диапазоне от 0 до 2 включительно.  Это случайное значение используется для определения одного из элементов массива words.

В строке 5 мы считываем одну строку из со стандартного ввода при помощи метода STDIN.gets.  Если получаем EOF (end of file - конец файла) во время считывания, gets возвращает nil.  Таким образом, выполнение блока внутри while продолжается до тех пор, пока не появится ^D (или ^Z в DOS), означающее конец ввода.

guess.chop! в строке 6 удаляет последний символ из guess; в нашем случае это всегда будет символ newline (новая строка).

В строке 15 мы выводим задуманное слово.  Мы записали это в виде оператора print с тремя аргументами (которые выводятся друг за другом), но было бы так же эффективно записать его с одним аргументом, написав вывод secret в виде #{secret} с целью ясно обозначить то, что это переменная, вместо которой должно быть подставленоо ее значение, а не просто строка символов для вывода:

print "the word is #{secret}.\n" 

Регулярные выражения

В конце концов рассмотрим программу из главы regular expressions.

01  st = "\033[7m"

02  en = "\033[m"

03

04  while TRUE

05    print "str> "

06    STDOUT.flush

07    str = gets

08    break if not str

09    str.chop!

10    print "pat> "

11    STDOUT.flush

12    re = gets

13    break if not re

14    re.chop!

15    str.gsub! re, "#{st}\\&#{en}"

16    print str, "\n"

17  end

18  print "\n"

В строке 4 вместо условия в while жестко зашито значение true, так что плучается нечто, выглядящее как бесконечный цикл. Тем не менее, мы вставляем оператор break в 8 и 13 строки для обеспечения возможности выхода из цикла.  Эти два break также являются примерами модификаторов оператора if.  "if-модификатор" позволяет выполнение кода слева от себя тогда и только тогда, когда заданное условие выполняется.

Добавление по поводу chop! (см. строки 9 и 14).  В Ruby мы обычно добавляем '!' или '?' в конце названий определенных методов.  Восклицательный знак (!, иногда поизносимый как "bang!") означает нечто потенциально деструктивное, то есть нечто, способное изменить значение того, над чем оно работает. chop! прямо воздействует на исходную строку, но chop без восклицательного знака работает с копией.  Ниже проиллюстрировано это различие.

ruby> s1 = "forth"

  "forth"

ruby> s1.chop!       # Изменяется s1.

  "fort"

ruby> s2 = s1.chop   # Измененная копия перекидывается s2,

  "for"

ruby> s1             # ... без воздействия на s1.

  "fort"

Позднее Вы столкнетесь с именами методов, оканчивающимися на вопросительный знак (?, иногда произносимый как "huh?"); это означает предикатный метод, который может возвратить true либо false.

Строке 15 необходимо уделить особое внимание.  Во-первых, отметьте наличие еще одного так называемого деструктивного метода gsub!.  Он изменяет в str все подходящие под шаблон re последовательности (sub означает замена - substitute, а лидирующее g означает глобальное, т.е., заменяяются все подходящие части строки, а не только первую совпавшую).  Чем дальше, тем лучше; но чем же мы заменяем совпавшие части текста? st и en были определены ANSI-последовательности для инвертирования текста и приведения его к обычному виду соответственно.  В строке 15 они заключены в #{} для обеспечения того, что они будут интерпретированны именно таким образом (и мы не видим неправильно выведенные имена переменных).  Между ними мы видим "\\&".  Небольшая хитрость. Поскольку строка, в которой производится замена, прописана в двойных кавычках, то пара обратных слешей будет интерпретироваться как один обратный слеш; то, что gsub! получит на самом деле, будет выглядеть как "\&", и это оказывается особым кодом, который ссылается на первое, попавшее под шаблон.  Таким образом, новая строка при печати будет выглядеть точно так же, как и старая, за исключением того, что учаски, совпавшие с шаблоном, будут выведены в инверсном виде.

Back to top

В этой главе более конкретно рассматриваются управляющие структуры Ruby.

case

Мы используем оператор case для проверки последовательности условий.  Это примерно похоже на оператор switch в C и Java, но по сравнению с ним, как мы увидим далее, более мощный.

ruby> i=8

ruby> case i

    | when 1, 2..5

    |   print "1..5\n"

    | when 6..10

    |   print "6..10\n"

    | end

6..10

   nil

2..5 - это выражение, которое означает диапазон между 2 и 5 включительно.  Следующее выражение означает проверку на вхождение значения i в диапазон:

(2..5) === i

case внутри использует оператор отношения === для проверки нескольких условий за раз.  Придерживаясь объектно-ориентированной природы Ruby, === интерпретируется соответственно объекту, находящемуся в условии when.  Например, следующий код проверяет строки на равенство в первом when, и соответствие регулярному выражению во втором when.

ruby> case 'abcdef'

    | when 'aaa', 'bbb'

    |   print "aaa or bbb\n"

    | when /def/

    |   print "includes /def/\n"

    | end

includes /def/

   nil

while

Ruby дает возможность с удобством создавать циклы, хотя, как вы узнаете из следующей главы, изучение методов использования итераторов ликвидирует необходимость в очень частом использовании циклов.

while - это как бы повторяющийся if.  Мы использовали его в программе-пазле, угадываюшем слова и в программе (смотри предыдущую главу); там этот оператор выглядел как while условие ... end с блоком кода, выполнявшимся до тех пор, пока условие выполнялось (т.е. результатом выполнения условия было true).  Но while и if также может быть легко применено и для отдельного выражения:

ruby> i = 0

  0

ruby> print "It's zero.\n" if i==0

It's zero.

  nil

ruby> print "It's negative.\n" if i<0

  nil

ruby> print "#{i+=1}\n" while i<3

1

2

3

   nil

Иногда желательно инвертировать результат выполнения проверки условия .  unless - это обратное для if, а until - обратное для while.  Мы оставляем Вам проверку того, как это работает. Поэкспериментируйте.

Существует 4 способа прервать выполнение цикла внутри него.  Первый, break выполняет, как и в C, полный выход из цикла.  Второй, next выполняет переход на начало следующей итерации (так же, как и continue в С).  Третий - в Ruby есть оператор redo, который повторно выполняет текущую итерацию.  Приведенный ниже код на С иллюстрирует действие операторов break, next, и redo:

while (condition) {

 label_redo:

   goto label_next        /* next */

   goto label_break       /* break */

   goto label_redo        /* redo */

   ;

   ;

 label_next:

}

label_break:

;

Четвертым способом выбраться из цикла является return.  При выполнении return произходит не только выход из тела цикла, но также и возврат из метода, содержащего данный цикл.  Если задан аргумент, то он будет его значение будет передано вызывающему методу, иначе возвращается nil.

for

Программистам на С уже, наверное, интересно, как же делаются циклы с "for".  В Ruby for несколько более интересен, чем можно было бы предположить.  Нижеприведенный цикл выполняется для каждого элемента из коллекции:

for elt in collection

  ...

end

Коллекция может быть представлена как диапазон значений (это как раз то, что подразумевает большиство людей, говоря о циклах "for"):

ruby> for num in (4..6)

    |    print num,"\n"

    | end

4

5

6

   4..6

Это также может быть некоторыми другими выдами коллекций, такими как массив:

ruby> for elt in [100,-9.6,"pickle"]

    |    print "#{elt}\t(#{elt.type})\n"

    | end

100    (Fixnum)

-9.6   (Float)

pickle (String)

   [100, -9.6, "pickle"]

Но мы збегаем несколько вперед. for, на самом деле, является другим способом записи each, который - так получилось - будет нашим первым примером использования итераторов.  Две нижеприведенных примера являются эквивалентными:

#  If you're used to C or Java, you might prefer this.

for i in collection

  ...

end

#  A Smalltalk programmer might prefer this.

collection.each {|i|

  ...

}

Итераторы часто могут служить заменой для обычных циклов, и, однажды привыкнув их использовать, оказывается проще работать именно с ними.  Итак, давайте двигаться вперед вперед - изучаем итераторы.

Back to top

Итераторы не являются чем-то, свойственным только Ruby.  Они общеупотребительны в объектно-ориентированных языках программирования.  Они также есть в Lisp, хотя там они не называются итераторами.  Как бы то ни было, концепция итераторов не является близкой множеству людей, так что давайте рассмотрим ее более детально.

Глагол iterate (повторять) означает "проделывать одно и то же много (ну, несколько) раз, так что итератор (iterator) - это нечто, делающее одно и то же много раз.

Когда мы программируем, то нуждаемся в использовании циклов во множестве различных ситуаций.  В С мы кодируем их, используя for или while. Например,

char *str;

for (str = "abcdefg"; *str != '\0'; str++) {

  /* process a character here */

}

Синтакс оператора C for(...) обеспечивает абстракцию, помогающую в создании циклов, но для проверки *str на null необходимо знание программистом деталей о внутреннем представлении строки.  Это дает представление о С как о низкоуровневом языке программирования.  Высокоуровневые языки отличает более гибкая поддержка ими итераторов.  Посмотрите на скрипт sh :

#!/bin/sh

for i in *.[ch]; do

  # ... этот код будет выполнен для каждой строки

done

Обрабатываются все исходники на С и хидеры в текущем каталоге , а shell заботится о деталях получения и подстановки имен файлов один за одним.  Думаю, это работает на несколько более высоком уровне, чем С, а?

Можно покопать глубже: хотя и хорошо, что в языке есть поддержка для создания итераторов по встроенным типам данных, но разочаровывает, что когда необходима итерация по собственным типам данных, нужно возвращаться к низкоуровневым циклам.  В ООП Пользователи часто создают один за другим собственные типы данных, так что такая ситуация может создать серьезные проблемы.

Так, каждый язык ООП включает в себя некоторые средства поддержки итераторов. В некоторых языках для этой цели существуют специальные классы; Ruby же позволяет определять итераторы напрямую.

В Ruby для типа String имеется несколько полезных итераторов:

ruby> "abc".each_byte{|c| printf "<%c>", c}; print "\n"

<a><b><c>

   nil

each_byte - итератор для каждого символа в строке.  Каждый символ подставляется в локальную переменную c.  Это может быть представлено как нечто, весьма напоминающее код на С...

ruby> s="abc";i=0

   0

ruby> while i<s.length

    |    printf "<%c>", s[i]; i+=1

    | end; print "\n"

<a><b><c>

   nil

... как бы то ни было, итератор each_byte и концептуально проще, и более вероятно продолжит работать даже если класс String будет в будущем радикально изменен.  Одно из преимуществ итераторов - это то, что они имеют тенденцию выживать в случае подобных изменений; в самом деле, это является одной из характеристик хорошего кодирования вообще.  (Ну да, потерпите немного, мы также собираемся поговорить о том, что такое классы вообще).

Вот еще итератор для String - each_line.

ruby> "a\nb\nc\n".each_line{|l| print l}

a

b

c

   nil

С задачами, которые потребовали бы больших усилий при программировании на С (поиск разделителей строк, выделение подстрок, и т.д.), легко справиться, используя итераторы.

Оператор for, использованный в предыдущей главе, делает итерации тем же путем, что и итератор each. each для String делает то же самое, что и each_line, так что давайте перепишем предыдущий пример с for:

ruby> for l in "a\nb\nc\n"

    |   print l 

    | end

a

b

c

   nil

Мы можем использовать управляющую команду retry в сочетании с повторяющимся циклом, так что данная итерация будет повторена с самого начала.

ruby> c=0

   0

ruby> for i in 0..4

    |   print i

    |   if i == 2 and c == 0

    |     c = 1

    |     print "\n"

    |     retry

    |   end

    | end; print "\n"

012

01234

   nil

yield иногда присутствует в определении итератора. yield передает управление блоку кода, переданному в итератор (это будет более детально разъяснено в главе о процедурных объектах).  В следующий примере определяется итератор repeat, который повторяет блок кода переданное в аргументе количество раз.

ruby> def repeat(num)

    |   while num > 0

    |     yield

    |     num -= 1

    |   end

    | end

   nil

ruby> repeat(3) { print "foo\n" }

foo

foo

foo

   nil

При помощи retry, можно определить итератор, который будет работать так же, как и while, хотя это слишком медленно, чтобы быть практичным.

ruby> def WHILE(cond)

    |   return if not cond

    |   yield

    |   retry

    | end

   nil

ruby> i=0; WHILE(i<3) { print i; i+=1 }

012   nil

Понятно, что такое итератор? Есть некоторые ограничения, но Вы можете написать собственные итераторы; фактически, когда Вы создаете новый тип данных, то часто удобно определить подходящий для него итератор.  В этом смысле приведенные выше примере не слишком полезны.  Мы сможем говорить о практическом применении итераторов после того, как будем иметь лучшее представление о том, что же такое классы.

Back to top

"Объектно-ориентированный" - какое же это заразное выражение.  Назовите что-то "объектно-ориентированным" - и Ваша фраза будет оччень умно.  О Ruby говорят как об объектно-ориентированном языке; а что же точно означает "Объектно-ориентированный"?

Есть множество вариантов ответа на этот вопрос, но все они, вероятно, сводятся к одному и тому же.  Чем слихком быстро их просуммировать, давайте немного поразмышляем о парадигме традиционного программирования

Традиционно задача в программировании сводится к некоторому виду представления данных, и процедурам, которые призводят операции над этими данными.  В соответствии с этой моделью, данные являются инертными, пассивными и беспомощными; они полностью отданы на милость жирному телу процедур, которые активны, логичны и всемогущи.

Проблема, заключающаяся в таком подходе в том, что программы пишутся программистами, которые всего лишь люди и могут держать в голове ясными не так много деталей в данный момент.  Как только проект вырастает, его процедурный слой растет до таких размеров, когда становится затруднительно помнить, как он работает в целом.  Малейшие оплошности в мышлении и ошибки в наборе с большой долей вероятности приведут к хорошо упрятанным багам.  Сложные и непредусмотренные взаимодействия начинают складываться в процедурном слое, его поддержка становится похожей на то, как если бы вы несли рассерженного спрута, пытаясь не допустить касания щупальцами Вашего лица.  Существуют принципы программирования, которые могут помочь минимизировать и локализовать баги при традиционной парадигме, но есть лучшее решение, которое включает в себя фундаментальную смену принципов нашей работы.

Что нам дает объектно-ориентированное программирование - оно позволяет перенести повторяющуюся логику и механизмы взаимодействия на сами данные; оно меняет концепцию даннык с пассивной на активную.  Иначе говоря,

• Мы более не рассматриваем данные как некоторую коробку с откытой крышкой, которая позволяет нам заглянуть вовнутрь и пожевать содержимое.
• ы начинаем рассматривать данные как некий закрытый механизм с четко определенными рычажками и индикаторами.

То, что мы ранее назвали "устройством", может быть очень простым или сложным внутри; мы не можем определить это, глядя снаружи; также мы не позволяем себе заглянуть вовнутрь (за исключением случев, когда мы абсолютно уверены, что с дизайном что-то не так); таким образом, для взаимодействия от нас требуется лишь пощелкать переключателями и прочитать значения индикаторов.  Когда этот механизм построен, нам не нужно думать как он работает внутри.

Можно подумать, что таким образом мы лишь усложняем себе работу, однако данный подход дает возможность предотвратить ситуации, когда что-то идет не так, как предполагалось.

Давайте нанем с примера; он слишком прост, чтобы быть практичным, однако способен, по крайней мере, частично проиллюстрировать саму концепцию.  В Вашей машине есть одометр.  Его работа заключается, среди прочего, в том, чтобы подсчитывать расстояние, пройденное с момента последнего нажатаи я его кнопки сброса.  Как это можно смоделировать на языке программирования? На С одоиметр можно представить просто числовой переменной, возможно, с типом float.  Такая программа будет работать с этой переменной увеличивая ее значение маленькими шагами, сбрасывая ее значение в ноль при необходимости.  Что же здесь не так? Из-за ошибки в программе этой переменной может быть присвоено неверное значение просто по воле случая.  Любой, кто программировал на С, знает как это часами или целыми днями выслеживал подобные ошибки, которые при обнаружении оказываются абсурдно элементарными.  (Момент обнаружения бага обычно прослеживается по звуку шлепка по лбу.)

Решение той же самой проблемы в объектно-ориентированном (ОО) контексте будет рассматриваться с совершенно другой стороны.  Первым вопросом программиста при разработке модели одометра будет не "какой из существующих типов танных наиболее полно отражает порядок вещей", а "какой точно предполагается работа этой штуки". В этом и есть коренное различие.  Необходимо потратить немного больше времени, обдумывая для чего же точно нужен одометр и как окружающий мир может с ним взамодействовать.  Мы решаем построить небольшое устройство с управлением, позволяющем увеличить его показания, сбросить их, прочитать значение и ... ничего более...

Мы не даем возможности установить произвольное значение - почему? А потому что, как все мы знаем, одометр не работает таким образом. Есть только определенные действия, которые разрешено проводить с одометром.  Таким образом, если что-то в программе пытается установить некоторое посторонне значение (скажем, целевую температуру системы климат-контроля машины) в одометр, немедленно станет ясно, что происходит что-то не то.  Во время выполнения программы (или, возможно, во время компиляции, - зависит от вида языка) нам будет указано, что недопустимо присваивать объекту Tripmeter произвольные значения.  Сообщение может быть не настолько ясным, но достаточно близким к этому.  Это не предотвращает ошибки, не так ли? Но это быстро укажет нам направление поиска причины.  Это только один из способов, которым ОО программирование может предотвратить кучу впустую потраченного времени.

Мы обычно поднимаемся на уровень абстракции выше чем здесь, Потому как оказывается удобным построить factory, которая производит подобные устройства, чем создавать их поодиночке.  Маловероятно, что мы прямо будем создавать объект одометр; вместо этого мы предпочтем, чтобы нужное их количество было построено по пределенному шаблону.  Шаблон (или, если Вам больше нравится, tripmeter factory) соотносится с тем, что называют "классом", а отдельно взятый одометр соотносится с "объектом".  В большинстве ОО языков требуется, чтобы класс был определен до того, как мы можем получить объект нового типа, но не в Ruby.

Здесь ничего не сказано о том, что использование ОО языка вынуждает создавать хороший ОО дизайн.  В самом деле, на любом языке можно написать насквозь нечитаемую, неаккуратную, плохо продуманную, глючную и неустойчивую в работе программу.  Что Ruby дает Вам (особо по сравнению с С++), так это то что, когда Вы прорабатываюте детали, то не чувствуется желания ухудшить стиль для сохранения усилий.  По ходу повествования мы будем обсуждать как же Ruby идет к этой прекрасной цели. Следующей темой будет "кнопочки и рычажки" (методы объектов), от которых мы перейдем к "фабрикам" (классам).   Вы еще здесь?

Back to top

Что есть метод? В ОО программировании мы не думаем опрямом изменении данных объекта снаружи; вместо этого объекты сами знают о как с ними нужно работать (когда их об этом попросят в соответствующей форме.) Вы можете сказать, что мы шлем сообщения объекту, и эти сообщения в общем случае, вызывают некоторые действия или осмысленный отклик. Это должно происходить независимо от нашего представления или щаботы о том, как на самом деле действует объект. Действия, которые нам разрешено запрашивать у объекта (или, что равнозначно, сообщения, которые он понимает) являются методами объекта

В Ruby мы производим вызов метода, используя точечную нотацию (так же, как в С++ или Java). Имена объектов, чьи методы мы вызываем, располагаются справа от точки.

ruby> "abcdef".length

   6

Интуитивно, этот строковый объект запрашивается о его длине..  Технически, мы вызываем метод length объекта "abcdef".

Другие объекты могут иметь несколько иное представление о length, или вообще никакого.  Решение, как отреагировать на сообщение, принимается на лету, во время исполнения программы, и принимаемые действия могут меняться в зависимости от того, на что ссылается переменная.

ruby> foo = "abc"

   "abc"

ruby> foo.length

   3

ruby> foo = ["abcde", "fghij"]

   ["abcde", "fghij"]

ruby> foo.length

   2

Что мы имеем в виду под длиной может варьироваться в зависимости от того, о каком объекте мы говорим.  В первый раз, когда мы запрашиваем foo о его длине в предыдущем примере, он ссылается на простую строку, и здесь может быть только один осмысленный ответ.  Во второй раз foo ссылается на массив, и есть причины думать, что результатом будет 2, 5, or 10; но наиболее подходящим ответом будет, конечно, 2 (другие результаты также могут быть, по желанию, получены) .

ruby> foo[0].length

   5

ruby> foo[0].length + foo[1].length

   10

Необходимо отметить, что массив что-то знает о том, что значит быть массивом.  Данные в Ruby несут такое знание, так что при необходимости запрос на них автоматически может быть удовлетворен несколькими способами.  Это освобождает программиста от бремени запоминания множества специфичных имен функций, поскольку относительно небольшое число названий методов, соотносящихся с концепцией того, что мы знаем, как выразить на естественном языке, может быть применено к различным тиам данных, и результатом будет то, что мы предполагаем.  Это свойство ОО языков программирования (которое, IMHO, Java использует не лучшим образом) называется полиморфизм.

Когда объект получает сообщение, которое он не понимает, "возбуждается" ошибка:

ruby> foo = 5

   5

ruby> foo.length

ERR: (eval):1: undefined method `length' for 5(Fixnum)

Таким образом, необходимо знать, какие методы принимаются объектом, несмотря на то, что нам не нужно знать, как они обрабатываются.

Если методу передаются аргументы, они обычно заключаются в скобки,

object.method(arg1, arg2)

но их можно опустить, если этим мы не вносим неоднозначность.

object.method arg1, arg2

В Ruby существует особая переменная self; она ссылается на вызывающий метод объект.  Такое происходит настолько часто, что для удобства "self." может быть опущен, когда объект вызывает собственные методы:

self.method_name(args...)

есть то же самое, что и

method_name(args...)

Как можно подумать, вызовы функций являются просто укороченной записью вызова методов объекта self.  Это делает Ruby тем, что называется чисто объектно-ориентированным языком.  Все же функциональные методы ведут себя подобно функциям в других языках программирования для тех, кто не хочет понимать, что вызовы функций также на самом деле являются методами объектов Ruby.   Мы можем говорить о функциях как если бы они не были методами объектов, если нам уж так этого хочется.

Back to top

Реальный мир полон объектов, и мы можем их классифицировать.  Например, при виде собаки младенец, вероятно, скажет "bow-wow" независимо от породы; и мы в самом деле можем рассматривать окружающий мир в данных категориях.

В терминологии ОО программирования, категория объектов типа "собака" называется класс, а отдеьные объекты, принадлежащие классу, называются представителями этого класса.

В общем случае, перед созданием объекта в Ruby или любом другом ОО языке, мы сперва должны определит характеристики данного класса, а затем создавать представителей.  Для иллюстрации процесса, давайте сперва для примера создадим класс Dog.

ruby> class Dog

    |   def speak

    |     print "Bow Wow\n"

    |   end

    | end

   nil

В Ruby определением класса заключаеься в ограничители class и end.  def внутри этого раздела открывает определение метода класса, которое, как мы рассмотрели ранее, определяет некоторое специфическое поведение объектов данного класса.

Теперь, после определения класса Dog, мы можем использовать его для создания объекта "собака".

ruby> pochi = Dog.new

   #<Dog:0xbcb90>

Мы создали новый объект класса Dog, и дали ему имя pochi.  Метод new любого класса создает объект данного класса.  Поскольку pochi принадлежит классу Dog в соответствии с нашим определением класса он имеет все свойства, которые мы определили для класса Dog.  Т.к. наша идея Dog-ности была очень простой, есть только одно действие, которое pochi можо попросить выполнить.

ruby> pochi.speak

Bow Wow

   nil

Создание нового объекта класса иногда называется инстанциированием этого класса.  нам нужно получить собаку, прежде чем мы будем иметь удовольствие поговорить с ней; мы не можем просто попросить class Dog погавкать для нас.

ruby> Dog.speak

ERR: (eval):1: undefined method `speak' for Dog:class

В этом не больше смысла, чем пытаться съесть концепцию бутерброда.

С другой стороны, если мы хотим услышать лай собаки без привязки к чему-либо, мы можем создать (инстанциировать) эфемерную, временную собаку, и успеть извлечь из нее немного шума прежде чем она исчезнет.

ruby> (Dog.new).speak   # or more commonly, Dog.new.speak

Bow Wow

   nil

"Погодите," скажите Вы, "что там насчет несчастной, исчезающей в итоге?" Это правда - если мы не озаботимся дать ей имя (как мы сделали с pochi), автоматический сборщик мусора Ruby решит, что это ненужная бродячая собака и немилосердно избавится от нее.  На самом деле это хорошо, т.к. мы можем сделать себе столько собак, сколько нам надо.

Back to top

Наша классаификация объектов в повседеневной жизни естественно иерархична.  Мы знаем, что все кошки есть млекопитающие, и все млекопитающие есть животные.  Более мелкие классы наследуют характеристики более крупых, к которым они принадлежат.

Мы можем отразить эту концепцию в Ruby:

ruby> class Mammal

    |   def breathe

    |     print "inhale and exhale\n"

    |   end

    | end

   nil

ruby> class Cat<Mammal

    |   def speak

    |     print "Meow\n"

    |   end

    | end

   nil

Хотя мы явно не определили, как именно Cat должен дышать (breathe), каждый кот наследует поведение класса Mammal, поскольку Cat был определен как подкласс Mammal.  (В ОО терминологии меньший класс является подклассом а больший (более общий) класс является суперклассом.) Следовательно, с точки зрения программиста, кошки (cats) бесплатно получают возможность дышать (breathe); после добавления метода speak method, наши кошки могут и дышать (breathe) и говорить (speak).

ruby> tama = Cat.new

   #<Cat:0xbd80e8>

ruby> tama.breathe

inhale and exhale

   nil

ruby> tama.speak

Meow

   nil

Бывают ситуации, когда некоторые свойства суперкласса не должны наследоваться определенным подклассом.  Хотя обычно птицы знают как летать, пингвины являются нелетающим подклассом птиц.

ruby> class Bird

    |   def preen

    |     print "I am cleaning my feathers."

    |   end

    |   def fly

    |     print "I am flying."

    |   end

    | end

   nil

ruby> class Penguin<Bird

    |   def fly

    |     fail "Sorry. I'd rather swim."

    |   end

    | end

   nil

Вместо того, чтобы полностью определять все свойства каждого новото класса, мы можем просто добавить или переопределить их в соответствии с различиями между подклассом и суперклассом.  Это использование наследования иногда называют differential programming. Это одно из преимуществ объектно-ориентированного программирования.

Back to top

В подклассе мы можем переопределить поведение метода суперкласса его переопределением.

ruby> class Human

    |   def identify

    |     print "I'm a person.\n"

    |   end

    |   def train_toll(age)

    |     if age < 12

    |       print "Reduced fare.\n";

    |     else

    |       print "Normal fare.\n";

    |     end

    |   end

    | end

   nil

ruby> Human.new.identify

I'm a person.

   nil

ruby> class Student1<Human

    |   def identify

    |     print "I'm a student.\n"

    |   end

    | end

   nil

ruby> Student1.new.identify

I'm a student.

   nil

Предположим, мы хотим расширить метод identify суперкласса вместо его полной замены. .  Для этого используется super.

ruby> class Student2<Human

    |   def identify

    |     super

    |     print "I'm a student too.\n"

    |   end

    | end

   nil

ruby> Student2.new.identify

I'm a human.

I'm a student too.

   nil

super позволяет передавать аргументы первоначальному методу. Иногда говорят, что существуют два типа людей...

ruby> class Dishonest<Human

    |   def train_toll(age)

    |     super(11) # we want a cheap fare.

    |   end

    | end

   nil

ruby> Dishonest.new.train_toll(25)

Reduced fare. 

   nil

ruby> class Honest<Human

    |   def train_toll(age)

    |     super(age) # pass the argument we were given

    |   end

    | end

   nil

ruby> Honest.new.train_toll(25)

Normal fare. 

   nil

Back to top

Ранее мы говорили, что в Ruby нет функций, только методы Тем не менее, есть более чем один вид методов. Earlier, we said that ruby has no functions, only methods. However there is more than one kind of method.  В этой главе мы введем понятие управления доступом.

Посмотрим, что случится, если мы определим метод "top level", а не внутри определения некоторого класса.  Можно представить данный метод аналогом функции в более традиционном языке программирования, таком как С.

ruby> def square(n)

    |   n * n

    | end

   nil

ruby> square(5)

   25

Кажется, что наш метод не принадлежит никакому классу, однако Ruby включает его в определение базового класса Object, который является суперклассом для любого другого класса.  В результате любой объект в состоянии использовать данный метод.  Все правильно, но есть некоторый подвох: это private (приватный) метод для любого класса. Ниже мы рассмотрим, что это означает, но одним из следствий является то, что он может быть вызван только как функция, как в примере:

ruby> class Foo

    |   def fourth_power_of (x)

    |     square(x) * square(x)

    |   end

    | end

  nil

ruby> Foo.new.fourth_power_of 10

  10000

Мы не можем явно применить метод к объекту:

ruby> "fish".square(5)

ERR: (eval):1: private method `square' called for "fish":String

Это достаточно разумно для сохранения чистой ОО природы Ruby (функции - это все еще методы объектов, но получателем вызовов явно является self) при обеспечении возможности вызова функций, написанных на традиционных языках программирования.

Общепринятым подходом в ОО программирование, как мы обращали внимание ранее, является разделение спецификации и реализации, или что метод объекта должен выполнять и как он на внутри это делает.  Внутренне поведение объекта в общем случае должно быть скрыто от его пользователей; их должно волновать лишь что они передают и что получают обратно, надеясь, что объект знает, как что делать внутри.  Как таковое, часто бывает полезно иметь в классах методы, невидимые снаружи, но которые используются внутри (и могут быть изменены программистом при необходимости, без влияния на видение объектов данного класса конечными пользователями).  В приведенном ниже тривиальном примере смотрите на engine как на невидимого внутреннего работягу.

ruby> class Test

    |   def times_two(a)

    |     print a," times two is ",engine(a),"\n"

    |   end

    |   def engine(b)

    |     b*2

    |   end

    |   private:engine  # this hides engine from users

    | end

   Test

ruby> test = Test.new

   #<Test:0x4017181c>

ruby> test.engine(6)

ERR: (eval):1: private method `engine' called for #<Test:0x4017181c>

ruby> test.times_two(6)

6 times two is 12.

   nil

Можно предположить, что test.engine(6) вернет значение 12, но, как мы знаем, engine недоступен пользователю объекта Test.  только другие методы Test, такие как times_two, имеют право использовать engine.  Нам необходимо использовать общедоступный интерфейс, который состоит из метода times_two.  Программист, который разрабатывает этот класс, может свободно изменить engine (здесь, например, написав вместо b*2 строку b+b, предполагая большую производительность нового варианта) не воздействуя на взаимодействие пользователя с объектами класса Test objects.  Безусловно, данный пример слишком прост чтобы быть полезным; преимущества управления доступом становятся яснее только когда мы начинаем создавать более сложные и интересные классы.

Back to top

Поведение объекта класса определяется его принадлежностью к конкретному классу, но бывают случаи, когда некоторый объект должен иметь особое поведение.  В большинстве языков мы должны в этом случае определить новый класс, который будет инстанциирован лишь один раз.  В Ruby мы можем назначить любому объекту его собственные методы.

ruby> class SingletonTest

    |   def size

    |     print "25\n"

    |   end

    | end

   nil

ruby> test1 = SingletonTest.new

   #<SingletonTest:0xbc468>

ruby> test2 = SingletonTest.new

   #<SingletonTest:0xbae20>

ruby> def test2.size

    |   print "10\n"

    | end

   nil

ruby> test1.size

25

   nil

ruby> test2.size

10

   nil

В этом примере, test1 и test2 принадлежат одному и тому же классу, но для test2 переопределен метод size, так что он ведет себя по-другому.  Метод, определенный только для единичного объекта, называется singleton-методом.

Singleton-методы часто используются для элементов (GUI), где при нажатии различных кнопок должны производиться различные действия.

Singleton-методы не являются характерными только для Ruby, они также присутствуют и в CLOS, Dylan, и т.д.  Также в некоторых языках, например Self и NewtonScript, существуют только singleton-методы.  Их иногда называют prototype-based языки.

Back to top

Модули в Ruby аналогичны классам, за исключением:

• модуль не может иметь представителей.
• модуль не может иметь подклассов.
• модуль определяется конструкцией module ... end.

На самом деле... класс Module модуля является суперклассом класса Class класса.  Понятно? Нет? Едем дальше.

Существуют два типа модулей.  Один предназначен для централизованного хранения методов и констант.  Модуль Math в стандартной библиотеке Ruby выступает в данной роли:

ruby> Math.sqrt(2)

   1.41421

ruby> Math::PI

   3.14159

Оператор :: указывает интерпретатору Ruby местоположение константы (возможно, некоторые модули кроме Math определяют значение PI несколько иначе). Если мы хотим прямо ссылаться на методы или константы модуля без использования ::, мы можем включить (include) нужный модуль:

ruby> include Math

   Object

ruby> sqrt(2)

   1.41421

ruby> PI

   3.14159

Другим способом использования модулей является миксин (mixin).  Некоторые ОО языки программирования, включая С++, допускают множественное наследование , то есть наследование от более чем одного суперкласса.  Примером множественного наследования из реальной жизни может служить будильник; можно считать, что будильник принадлежит к классу часы и также к классу жужжалка.

Ruby умышленно не разрешает множественное наследование, но техника mixin-ов является хорошей альтернативой.  Помните, что модули не могут быть инстанциированы и от них нельзя образовать подклассы; но если мы включаем (include) модуль в определение класса, его методы добавляются, или подмешиваются ("mixed in") в класс.

Миксины можно рассматривать с позиций того, какие частные свойства мы хотим получить.  Например, если у класса есть работающий метод each, включая в него модуль Enumerable из стандартной библиотеки бесплатно дает нам методы sort и find.

Подобное использование модулей дает нам простейшую функциональность множественного наследования, но дает возможность представить взаимоотношения классов простой структурой дерева, а также значительно упрощает реализацию языка (подобный выбор также был сделан дизайнерами Java).

Back to top

Часто необходимо обеспечить реакцию системы на нестандартное событие.  Когда оно происходит, проще всего это сделать если мы можем передать блок кода в качестве аргумента другому методу, что означает, что мы хотим интерпретировать код как если бы это были данные.

Новый процедурный объект создается используя proc:

ruby> quux = proc {

    |   print "QUUXQUUXQUUX!!!\n"

    | }

   #<Proc:0x4017357c>

Здесь то, на что ссылается quux является объектом, и, как большинство объектов, имеет некоторое поведение, которое может быть запущено.  В частности, мы можем попросить его выполниться через его метод call:

ruby> quux.call

QUUXQUUXQUUX!!!

   nil

Итак, в итоге, может ли quux быть использован в качестве аргумента? Конечно.

ruby> def run( p )

    |   print "About to call a procedure...\n"

    |   p.call

    |   print "There: finished.\n"

    | end

   nil

ruby> run quux

About to call a procedure...

QUUXQUUXQUUX!!!

There: finished.

   nil

Метод trap дает возможность задать реакцию по нашему выбору на любой системный сигнал.

ruby> inthandler = proc{ print "^C was pressed.\n" }

   #<Proc:0x401730a4>

ruby> trap "SIGINT", inthandler

   #<Proc:0x401735e0>

В нормальных условиях нажатие ^C заставляет интерпретатор завершить выполнение.  Теперь же печатается сообщение и интерпретатор продолжает выполнение, так что вы не теряете выполняемую работу.  (Но вы не застряли в нем вечно - можно завершить его набрав exit или нажав ^D.)

Последнее замечание перед переходом к другой теме: нет необходимости назначать процедурному объекту имя перед привязкой его к сигналу.  Эквивалентный анонимный процедурный объект будет выглядеть как:

ruby> trap "SIGINT", proc{ print "^C was pressed.\n" }

   nil

или, еще более компактно,

ruby> trap "SIGINT", 'print "^C was pressed.\n"'

   nil

Краткая форма записи дает некоторое удобство и читабельность, когда Вы пишете маленькие анонимные процедуры.

Back to top

В Ruby существуют три вид переменных, один вид констант и точно две псевдо-переменные.  Переменные и константы не имеют типа.  Хотя у нетипизированных переменных есть некоторые недостатки, они имеют больше преимуществ и хорошо вписываются в философию Ruby быстро и просто.

В большинстве языков переменные должны быть объявлены для указания их типа, изменяемости (т.е. являются ли они константами), и облати действия; Поскольку тип не задается, а остальное видно из имени переменной, объявление переменных в Ruby не нужно.

Первая буква идентификатора дает нам возможность навскидку определить категорию:

Единственным исключением являются псевдо-переменные в Ruby: self, который всегда ссылается на выполняемый в данное время объект, и nil, неопределенное значение, присваиваемое неинициализированным переменным.  У обоих имена, подходящие под категорию локальных, но self является глобальной переменной, поддерживаемой интерпретатором, а nil на самом дле константа.  Так как есть только два исключения, они не портят картину в целом.

Вы не можете присвоить значение self или nil.main, поскольку self ссылается на объект верхнего уровня:

ruby> self

   main

ruby> nil

   nil

Back to top

Имя глобальной переменной начинается с $.  оно может быть использовано в любом месте программы.  До инициализации глобальная переменная содержит специальное значение nil.

ruby> $foo

   nil

ruby> $foo = 5

   5

ruby> $foo

   5

Необходимо соблюдать умеренность в использовании глобальных переменных.  они опасны, поскольку их значение может быть изменено отовсюду.  Чрезмерное их использование может сделать трудной локализацию ошибок; это также является показателем непродуманности дизайна Вашей программы.  Если уж без использования глобальной переменной не удается обойтись, убедитесь в том, что Вы даете ей самоописательное имя, вероятность повторного неумышленного использования которого в дальнейшем низка (присвоение глобальной переменной имени типа $foo вероятно будет плохой идеей).

Одним хорошим свойством глобальной переменной является то, что его можно трассировать; Вы можете определить процедуру, которая будет вызываться при изменении значения переменной.

ruby> trace_var :$x, proc{print "$x is now ", $x, "\n"}

   nil

ruby> $x = 5

$x is now 5

   5

Когда глобальную переменную заставляют работать в качестве триггера для вызова процедуры при ее изменении, ее иногда называют активной переменной.  Например, это полезно для поддержание своевременного обновления в GUI.

Ниже приведена подборка особых переменных, чье имя состоит из знака доллара ($) с последующим одним символом.  Например, $$ содержит id процесса интерпретатора Ruby, является read-only.  Здесь приведены основные системные переменные и их значение (смотрите детали в справочном руководстве по Ruby ):

Выше $_ и $~ имеют локальную область действия. Судя по именам, они должны быть глобальными, но в таком виде они более полезны и есть исторические причины для использования этих имен.

Back to top

Переменные экземпляра класса имеют имена, начинающиеся с @, и область их действия ограничена тем, на что можно сослаться, используя self. Два разных объекта, даже если они являются объектами одного и того же класса, могут иметь разные значения в своих переменные экземпляра класса (@-переменные). Снаружи объекта его @-переменные не могут быть не только изменены, но даже и просмотрены (т.е. в Ruby @-переменные никогда не являются public), за исключением случаев, когда это явно определено программистом.  Как и в случае глобальных переменных, @-переменные содержат заначение nil если они не были инициализированы.

@-переменные в Ruby не нуждаются в декларировании.  Это подразумевает гибкость структуры объекта.  Фактически, каждая @-переменная динамически добавляется в объект при первой ссылке на нее.

ruby> class InstTest

    |   def set_foo(n)

    |     @foo = n

    |   end

    |   def set_bar(n)

    |     @bar = n

    |   end

    | end

   nil

ruby> i = InstTest.new

   #<InstTest:0x83678>

ruby> i.set_foo(2)

   2

ruby> i

   #<InstTest:0x83678 @foo=2>

ruby> i.set_bar(4)

   4

ruby> i

   #<InstTest:0x83678 @foo=2, @bar=4>

Обратите внимание, что i не сообщает о значении @bar пока не выполнен метод set_bar.

Back to top

Имя локальной переменной должно начинаться с латинской буквы в нижнем регистре или символа подчеркивания (_).  Локальная переменная, в отличие от глобальной или @-переменной не содержит значение nil до инициализации:

ruby> $foo

   nil

ruby> @foo

   nil

ruby> foo

ERR: (eval):1: undefined local variable or method `foo' for main(Object)

Первое присваивание значения локальной переменной играет роль ее объявления.  Если вы ссылаетесь на неинициализированную локальную переменную, интерпретатор Ruby считает, что вы пытаетесь вызвать метод с этим именем; сообщение об ошибке вы уже видели ранее.

В общем случае, область видимости локальной переменной одна из:

• proc{ ... }
• loop{ ... }
• def ... end
• class ... end
• module ... end
• тело программы (если ни один из приведенных выше случаев не подходит)

В следующем примере defined? - это оператор, проверяющий был ли определен идентификатор.  Он возвращает описание идентификатора, если он был определен, или nil в противном случае.  Как вы видите, область действия bar локализована в цикле; при завершении цикла bar становится неопределен.

ruby> foo = 44; print foo, "\n"; defined? foo

44

   "local-variable"

ruby> loop{bar=45; print bar, "\n"; break}; defined? bar

45

   nil

Процедурные объекты, живущие в той же области действия, что и локальные переменные, делят общие локальные переменные, принадлежащие это области.  Итак, локальная переменная bar принадлежит main и процедурным объектам p1 и p2:

ruby> bar=0

   0

ruby> p1 = proc{|n| bar=n}

   #<Proc:0x8deb0>

ruby> p2 = proc{bar}

   #<Proc:0x8dce8>

ruby> p1.call(5)

   5

ruby> bar

   5

ruby> p2.call

   5

Заметьте, что "bar=0" вначале не может быть опущена; это присваивание гарантирует, что bar охватывается в p1 и p2.  Иначе p1 и p2 определят свои собственные локадьные переменные bar, и вызов p2 приведет к ошибке "undefined local variable or method".

Мощь процедурных объектов следует из их способности быть переданными в качестве аргументов: разделяемые локальные переменные остаются действующими даже если они передаются из своей наальной области действия.

ruby> def box

    |   contents = 15

    |   get = proc{contents}

    |   set = proc{|n| contents = n}

    |   return get, set

    | end

   nil

ruby> reader, writer = box

   [#<Proc:0x40170fc0>, #<Proc:0x40170fac>] 

ruby> reader.call

   15

ruby> writer.call(2)

   2

ruby> reader.call

   2

Ruby особо сообразителен в том, что касается области действия.  Из наших примеров очевидно, что переменная contents разделяется между reader и writer.  Но мы можем создать множественные пары reader-writer используя box как определено выше; каждая пара делит общую переменную contents, и эти пары не пересекаются друг с другом.

ruby> reader_1, writer_1 = box

   [#<Proc:0x40172820>, #<Proc:0x4017280c>]

ruby> reader_2, writer_2 = box

   [#<Proc:0x40172668>, #<Proc:0x40172654>]

ruby> writer_1.call(99)

   99

ruby> reader_1.call

   99

ruby> reader_2.call

   15

Back to top

Имя константы начинается с латинской буквы верхнего регистра.  значение ей должно присваиваться максимум один раз. В текущей реализации Ruby повторное присваивание значения константе вызывает предупреждение, но не ошибку (не-ANSI версия eval.rb не показывает предупреждения):

ruby>fluid=30

   30

ruby>fluid=31

   31

ruby>Solid=32

   32

ruby>Solid=33

   (eval):1: warning: already initialized constant Solid

   33

Константы могут быть определены внутри классов, но в отличие от @-переменных, они доступны за пределами класса.

ruby> class ConstClass

    |   C1=101

    |   C2=102

    |   C3=103

    |   def show

    |     print C1," ",C2," ",C3,"\n"

    |   end

    | end

   nil

ruby> C1

ERR: (eval):1: uninitialized constant C1

ruby> ConstClass::C1

   101

ruby> ConstClass.new.show

101 102 103

   nil

Константы также могут быть определены в модулях.

ruby> module ConstModule

    |   C1=101

    |   C2=102

    |   C3=103

    |   def showConstants

    |     print C1," ",C2," ",C3,"\n"

    |   end

    | end

   nil

ruby> C1

ERR: (eval):1: uninitialized constant C1

ruby> include ConstModule

   Object

ruby> C1

   101

ruby> showConstants

101 102 103

   nil

ruby> C1=99  # not really a good idea

   99

ruby> C1

   99

ruby> ConstModule::C1  # the module's constant is undisturbed ...

   101

ruby> ConstModule::C1=99 

ERR: (eval):1: compile error

(eval):1: parse error

ConstModule::C1=99

                ^

ruby> ConstModule::C1  # ... regardless of how we tamper with it.

   101

Back to top

При выполнении программы могут возникать непредвиденные проблемы.  Файл, который нужно прочитать, может не существовать; диск может оказаться полным в момент записи данных; пользователь может некорректно ввести данные.

ruby> file = open("some_file")

ERR: (eval):1:in `open': No such file or directory - some_file

"Устойчивая" программа должна четко и изящно обработать такую ситуацию.  Предусмотреть подобное может быть мучительной, изматывающей задачей.  Предполагается, что программисты на С должны проверять результат каждого системного вызова, который потенциально может завершиться неудачей, и немедленно решить что должно быть сделано в этом случае:

FILE *file = fopen("some_file", "r");

if (file == NULL) {

  fprintf( stderr, "File doesn't exist.\n" );

  exit(1);

}

bytes_read = fread( buf, 1, bytes_desired, file );

if (bytes_read != bytes_desired ) {

  /* do more error handling here ... */

}

...

Это настолько утомительно, что у программиста может наблюдаться тенденция к росту небрежности; в результате чего программа не обрабатывает надежно исключения.  С другой стороны, правильное выполнение работы делает текст программы нецдобочитаемым, поскольку настолько громоздкая обработка ошибок замусоривает значащий код.

В Ruby, как в большинстве современных языков, мы обрабатываем исключения для блоков кода раздельно, таким образом работая эффективно с подобными сюрпризами и не перегружая напрасно программиста или того человека, который позднее будет читать этот код.  Блок кода, помеченный begin до тех пор, пока не происходит исключительная ситуация, которая передает управление блоку, отвечающему за ее обработку (начинается с rescue).  Если исключения не происходит, то rescue-блок не выполняется.  Следующий метод возвращает первую строку из текстового файла или nil, если происходит исключение:

def first_line( filename )

  begin

    file = open("some_file")

    info = file.gets

    file.close

    info  # Last thing evaluated is the return value

  rescue

    nil   # Can't read the file? then don't return a string

  end

end

Иногда бывает нужна возможность обойтись с проблемой творчески.  Здесь, если требуемый файл недоступен, мы пробуем использовать стандартный поток ввода:

begin

  file = open("some_file")

rescue

  file = STDIN

end

begin

  # ... process the input ...

rescue

  # ... and deal with any other exceptions here.

end

retry может быть использован внутри rescue для запуска повторного выполнения блока с begin.  Теперь можно переписать предыдущий пример немного компактнее:

fname = "some_file"

begin

  file = open(fname)

  # ... process the input ...

rescue

  fname = "STDIN"

  retry

end

Тем не менее, здесь есть недостаток.  Несуществующий файл может заставить этот код выполняться снова и снова.  Вы должны остерегаться подобной западни при использовании retry для обработки исключительных ситуаций.

Любая библиотека Ruby возбуждает исключения при возникновении любой ошибки, и вы также можете явно возбуждать ошибки в своем коде.  Для этого используйте raise.  Этот оператор принимает один аргумент, который представляет из себя строку, описывающую исключение.  Аргумент не обязателен, но опускать его не стоит.  Его можно получить позже из специальной глобальной переменной $!.

ruby> raise "test error"

   test error

ruby> begin

    |   raise "test2"

    | rescue

    |   print "An error occurred: ",$!, "\n"

    | end

An error occurred: test2

   nil

Back to top

Иногда бывает нужна очистка по завершении работы некоторого метода.  Возможно, должен быть закрыт открытый файл, буферизованные данные должны быть сброшены, и т.п., etc.  Если бы существовала только одна точка выхода из метода, мы могли бы уверенно поместить код очистки в одно место и быть уверены, что он будет выполнен; однако возврат из метода может происходить из нескольких точек, или наша очистка может быть пропущена из-за возникновения исключения.

begin

  file = open("/tmp/some_file", "w")

  # ... write to the file ...

  file.close

end

В этом примере, если ошибка возникает во время записи файла, файл останется открытым. Также не хочется обращаться к подобной избыточности:

begin

  file = open("/tmp/some_file", "w")

  # ... write to the file ...

  file.close

rescue

  file.close

  fail # raise an exception

end

Это неуклюже, к тому же становится неуправляемым при усложнении кода, поскольку необходимо реагировать на каждые return и break.

По этой причине вводится новое ключевое слово в схему "begin...rescue...end" -- ensure.  Блок ensure выполняется независимо от успешности выполнения блока begin.

begin

  file = open("/tmp/some_file", "w")

  # ... write to the file ...

rescue

  # ... handle the exceptions ...

ensure

  file.close   # ... and this always happens.

end

Возможно использование ensure без rescue, или наоборот, но если они использованы вместе в одном блоке begin...end , rescue должен предшествовать ensure.

Back to top

Что такое аксессор?

Мы кратко обсудили @-переменные в предшествующих главах, но мало поэкспериментировали с ними.  @-переменные объекта являются его атрибутами, тем, что обычно отличает его от других объектов этого же класса.  Важно иметь возможность задавать и считывать значения атрибутов; для этого необходимо написание методов, называемых аксессорами атрибутов.  Через мгновение мы увидим, что не всегда нужно явное задание аксессоров, но давайте сейчас полностью пройдем по этому пути.  Есть два вида аксессоров - writers и readers.

ruby> class Fruit

    |   def set_kind(k)  # a writer

    |     @kind = k

    |   end

    |   def get_kind     # a reader

    |     @kind

    |   end

    | end

   nil

ruby> f1 = Fruit.new

   #<Fruit:0xfd7e7c8c>

ruby> f1.set_kind("peach")  # use the writer

   "peach"

ruby> f1.get_kind           # use the reader

   "peach"

ruby> f1                    # inspect the object

   #<Fruit:0xfd7e7c8c @kind="peach">

Достаточно просто; мы можем сохранять и считывать информацию о том, на фрукт какого вида мы смотрим.  Но имена наших методов слегка многословны.  Пример далее имеет более ясный и привычный вид:

ruby> class Fruit

    |   def kind=(k)

    |     @kind = k

    |   end

    |   def kind

    |     @kind

    |   end

    | end

   nil

ruby> f2 = Fruit.new

   #<Fruit:0xfd7e7c8c>

ruby> f2.kind = "banana"

   "banana"

ruby> f2.kind

   "banana"

Метод inspect

Краткое отступление.  Вы уже заметили, что когда мы прямо рассматриваем объект, нам показывают нечто загадочное, типа #<anObject:0x83678>.  Это просто действие по умолчанию, и мы свободно можем изменить его.  Все, что нужно сделать - это добавить метод inspect в определение класса.  Он должен возвращать строковое значение, описывающее объект подходящим способом, включая состояние всех или некоторых @-переменные.

ruby> class Fruit

    |   def inspect

    |     "a fruit of the " + @kind + " variety"

    |   end

    | end

   nil

ruby> f2

   "a fruit of the banana variety"

Ему соответствует метод to_s (перевести в строку), который используется для вывода на печать объекта.  В общем случае, можно представлять себе inspect как средство, используемое при написании и отладке программ, а to_s как способ обогащения вывоа программы. eval.rb использует inspect для вывода результатов.  Вы можете использовать метод p для выполнения простого вывода при отладке программы.

# Эти две строки эквивалентны:

p anObject

print anObject.inspect, "\n"

Легкий способ создания аксессоров

Поскольку многие @-переменные нуждаются в применении аксессоров, Ruby предоставляет удобные сокращения для стандартных форм.

Давайте воспользуемся этими преимуществами и добавим в пример информацию о свежести.  Сперва мы затребуем автоматическую генерацию reader-а и writer-а, а затем включим новую информацию в inspect:

ruby> class Fruit

    |   attr_accessor :condition

    |   def inspect

    |     "a " + @condition + @kind"

    |   end

    | end

   nil

ruby> f2.condition = "ripe"

   "ripe"

ruby> f2

   "a ripe banana"

More fun with fruit

Никто не ест гнилые фрукты - так пусть время делает свое черное дело.

ruby> class Fruit

    |   def time_passes

    |     @condition = "rotting"

    |   end

    | end

   nil

ruby> f2

   "a ripe banana"

ruby> f2.time_passes

   "rotting"

ruby> f2

   "a rotting banana"

Но играя с нашим классом, мы внесли некоторую проблему. Что будет, если мы попытаемся сейчас создать третий фрукт?  Вспомните, @-переменные не существуют до тех пор, пока им не присваивается какое-либо значение.

ruby> f3 = Fruit.new

ERR: failed to convert nil into String

Это метод inspect жалуется здесь, и на то есть причина.  Мы попросили его дать отчет о типе и состоянии фрукта, но до сих пор f3 не был присвоен не один атрибут.  Если бы мы пожелали, то можно было бы переписать метод inspect таким образом, чтобы он проверял определенность @-переменных используя метод defined? и давал по ним отчет только при положительном исходе, но, наверное, так будет не учень хорошо; т.к. каждый фрукт имеет вид и состояние, то желательно было бы каким-либо образом обеспечить их задание.  Это и будет темой следующей главы.

Back to top

В нашем классе Fruit из предыдущей главы есть @-переменные: первая описывает вид фрукта, вторая - его состояние.  Только после написания своего специализированного метода inspect для этого класса, мы осознали, что для любого фрукта отсутствие заданных характеристик бессмысленно.  К счастью, в Ruby есть способ гарантировать, что @-переменные всегда будут инициализированы.

Метод initialize

Когда Ruby создает новый объект, он ищет в описании класса метод initialize и вызывает его.  Таким образов, простая вещь, которую мы можем проделать,- это использовать initialize для задания всем @-переменным значений "по-умолчанию", так что теперь "методу inspect всегда есть что сказать". ;-)

ruby> class Fruit

    |   def initialize

    |     @kind = "apple"

    |     @condition = "ripe"

    |   end

    | end

   nil

ruby> f4 = Fruit.new

   "a ripe apple"

От предположения к требованию

Бывает, что задавать значения "по-умолчанию" бессмысленно. Существует ли в природе такая вещь, как "фрукт по умолчанию"?  наверное, будет предпочтительно, чтобы вид каждого фрукта задавался во время его создания.  для этого необходимо ввести формальный аргумент в метод initialize .  Мы не будем здесь вдаваться в причину почему, но аргументы, которые мы задаем в вызове метода new на самом деле передаются в метод initialize.

ruby> class Fruit

    |   def initialize( k )

    |     @kind = k

    |     @condition = "ripe"

    |   end

    | end

   nil

ruby> f5 = Fruit.new "mango"

   "a ripe mango"

ruby> f6 = Fruit.new

ERR: (eval):1:in `initialize': wrong # of arguments(0 for 1)

Гибкая инициализация

Как видно из примера выше, если с методом initialize ассоциирован аргумент, то его при создании объекта его нельзя отбросить с тем, чтобы не получить сообщения об ошибке.  Если мы хотим быть деликатнее, то можем использовать аргумент, если он задан, в противном случае откатиться на его значение "по-умолчанию".

ruby> class Fruit

    |   def initialize( k="apple" )

    |     @kind = k

    |     @condition = "ripe"

    |   end

    | end

   nil

ruby> f5 = Fruit.new "mango"

   "a ripe mango"

ruby> f6 = Fruit.new

   "a ripe apple"

Вы можете использовать значения "по-умолчанию" для любых методов, а не только для initialize.  Список аргументов должен быть построен так, чтобы аргументы, которые могут иметь значения "по-умолчанию", шли последними.

Иногда полезно дать возможность инициализировать объект несколькими способами.  Хотя это и выходит за рамки данного руководства, Ruby поддерживает reflection объектов и список аргументов переменной длины, которые вместе дают возможность эффективной перезагрузки методов.

Back to top

Эта глава посвящена некоторым практическим приемам.

Разделители выражений

В некоторых языках необходимо соблюдение некоторых правил пунктуации; часто используется точка с запятой (;), для обозначения окончания выражения в программе.  Ruby вместо этого следует соглашениям, используемым в шеллах, таких как sh или csh.  Множественные выражения в одной строке должны разделяться точкой с запятой, но это не обязательно в конце строки; перевод строки трактуется как точка с запятой.  Если линия заканчивается обратным слэшем (\), перевод строки игнорируется; это позволяет разнести длинный оператор на несколько строк.

Комментарии

Зачем писать комментарии?  Хотя хорошо написанный код имеет тенденцию к самодокументированию, часто бывает полезно делать заметки на полях; будет ошибкой думать, что другие смогут немедленно сказать что делает Ваш код лишь мельком взглянув на него (как это можете Вы). Кроме того, вы можете оказаться в роли этого другого человека всего лишь несколько дней спустя; кто из нас не возвращался спустя некоторое время к старой программе чтобы что-то дописать или исправить ее и не говорил "Я знаю, что это писал я. Но, черт побери, что вот это значит?"

Некоторые опытные программисты достаточно правильно заметят, что противоречивые и устаревшие комментарии могут быть хуже, чем их отсутствие. Безусловно, комментарии не могут быть заменой для читабельного кода; если Ваш код неясен, вероятно, он также содержит ошибки.  Может оказаться, что, пока Вы изучаете Ruby, Вы больше испытываете нужду в комментариях, а затем все меньше и меньше, по мере того, как Вы учитесь все лучше выражать свои идеи с помощью простого, элегантного, читабельного кода.

Ruby следует общепринятому в скриптах правилу, по которому начало комментария выделяется знаком фунта (#).  Все, что следует за ним, интерпретатором игнорируется.

Также, для облегчения написания больших комментариев, интерпретатор Ruby также игнорирует все, что заключено между строкой, начинающейся с "=begin" и заканчивающейся на "=end".

#!/usr/local/bin/ruby

=begin

**********************************************************************

  This is a comment block, something you write for the benefit of

  human readers (including yourself).  The interpreter ignores it.

  There is no need for a '#' at the start of every line.

**********************************************************************

=end

Упорядочиваем код

Интерпретатор Ruby обрабатывает код по мере его чтения.  Нет ничего похожего на фазу компиляции; если что-то еще не было прочитано, значит, это просто неопределено.

# this results in an "undefined method" error:

print successor(3),"\n"

def successor(x)

  x + 1

end

Это не заставляет Вас, как может показаться на первый взгляд, располагать код в стиле "сверху-вниз".  Когда интерпретатор натыкается на определение метода, он может благополучно проглотить неопределенные ссылки, но к тому времени, когда метод будет вызван, все они должны быть определены:

# Conversion of fahrenheit to celsius, broken

# down into two steps.

def f_to_c(f)

  scale (f - 32.0)  # This is a forward reference, but it's okay.

end

def scale(x)

  x * 5.0 / 9.0

end

printf "%.1f is a comfortable temperature.\n", f_to_c( 72.3 )

Хотя это может показаться менее удобным, чем то, к чему Вы, может быть, привыкли в Perl или Java, это накладывает меньшие ограничения, чем программирование на С без прототипов (что вынуждает Вас постоянно поддерживать частичную упорядоченность ссылок).  Размещение кода верхнего уровня внизу исходника работает всегда.  Но даже это не так досадно, как может сперва показаться.  Разумный и безболезненный способ обеспечить нужное Вам поведение - определить функцию main в начале файла, а затем вызвать ее снизу.

#!/usr/local/bin/ruby

def main

  # Put your top level code here...

end

# ... put all your support code here, organized as you see fit ...

main # ... and start execution here.

Также может помочь то, что в Ruby есть утилиты, разбивающие сложную программу на читабельные, с возможностью повторного использования, логически взаимосвязанные куски.  Мы уже встречались с использованием include для доступа к модулям.  Вы также сочтете полезным использование средств load и require. load работает как если бы файл, на который он ссылается, был скопирован и помещен в текст программы вместо него (несто похожее на директиву препроцессора #include в C). require - несколько более сложная вещь, код загружается только один раз и только тогда, когда он реально нужен.  Есть и другие отличия между load и require; их можно посмотреть в справочном руководстве или в FAQ.

Се ля ви...

Этого тьюториала должно быть достаточно, чтобы помочь вам начать писать программы на Ruby.  Если возникают вопросы, Вы всегда можете порыться в справочном руководстве чтобы "углубить и расширить" ;-) свои познания .  FAQ и справочник по библиотеке также являются важными ресурсами.

Удачи, и счастливого кодирования!

Back to top

Одностраничная версия руководства пользователя Ruby
Fri Feb 16 13:56:18 CST 2001 (Eng)
Mon Sep 10 16:16:48 CST 2001 (Rus)