Как введение иррациональных чисел… стало удобным мифом упростившим законы арифметики… так физические объекты и постулированные сущности делают наше восприятие реальности более простым и завершенным… Концептуальная схема физических объектов напоминает удобный миф, который проще, чем истина, но при этом содержит тут и там частички истины.

(Уиллард Ван Орман Квин)

Это необычная глава. В большинстве других глав рассматривается какой-то конкретный аспект, например строки или файлы, но в этой все иначе. Если расположить «пространство задачи» по одной оси системы координат, то данная глава окажется на другой оси, поскольку содержит по кусочку из всех других областей. Связано это с тем, что объектно-ориентированное программирование и динамичность сами по себе являются не задачами, а парадигмами, которые могут быть применены к решению любой задачи, будь то системное администрирование, низкоуровневое сетевое программирование или разработка приложений для Web.

Вот почему значительная часть материала данной главы должна быть уже знакома любому программисту, знающему Ruby. На самом деле все остальное в этой книге не имеет смысла без понимания изложенных здесь основ. Например, любой программист на Ruby знает, как создать подкласс. Возникает вопрос: что включить, а без чего можно обойтись? Знает ли любой программист о методе

extend

instance_eval

Мы решили отдать предпочтение полноте. В главу включены некоторые экзотические вещи, которые можно делать с помощью динамического ООП в Ruby, но не забыты и рутинные задачи — на случай, если кто-то не знаком с ними. Мы спустились до самого простого уровня, поскольку многие по-разному представляют себе, где кончается «средний» уровень. И попытались дать кое-какую дополнительную информацию даже при изложении самых базовых вопросов, чтобы оправдать включение их в эту главу. С другой стороны, тем, которые раскрываются в других частях книги, мы здесь не касались.

Еще два замечания. Во-первых, ничего магического в динамическом ООП нет. Объектная ориентированность языка Ruby и его динамическая природа прекрасно уживаются между собой, но неотъемлемой связи между ними нет. Мы рассказываем о том и другом в одной главе только для удобства. Во-вторых, мы затрагиваем кое-какие особенности языка, которые, строго говоря, не относятся ни к одной из двух заявленных тем. Если хотите, считайте это мелким обманом. Но надо же было поместить их куда-то.

Of his quick objects hath the mind no part,
Nor his own vision holds what it doth catch…

(Вильям Шекспир. Сонет 113[12])

Если вы вообще не знакомы с ООП, то эта глава вас ничему не научит. А если вы понимаете, что такое ООП в языке Ruby, то, наверное, ее и читать не стоит. Если понятия ООП не слишком свежи в памяти, просмотрите главу 1, где мы приводим их краткий обзор (или обратитесь к другой книге).

С другой стороны, большая часть материала в этой главе изложена в виде руководства и довольно элементарна. Поэтому она будет полезна начинающему и менее интересна для программиста на Ruby среднего уровня. Эта книга организована как устройство ввода/вывода с произвольной выборкой, так что можете свободно пропускать те части, которые вас не интересуют.

В Ruby нет «настоящих» конструкторов, как в C++ или в Java. Сама идея, конечно, никуда не делась, поскольку объекты необходимо создавать и инициализировать, но реализация выглядит иначе.

В Ruby каждый класс имеет метод класса

new

initialize

А если мы хотим иметь несколько конструкторов? Как быть в этом случае?

Ничто не мешает завести дополнительные методы класса, которые возвращают новые объекты. В листинге 11.1 приведен искусственный пример класса для представления прямоугольника, у которого есть две длины сторон и три значения цвета. Мы создали дополнительные методы класса, предполагающие определенные умолчания для каждого параметра. (Например, квадрат — это прямоугольник, у которого все стороны равны.)

class ColoredRectangle

 def initialize(r, g, b, s1, s2)

  @r, @g, @b, @s1, @s2 = r, g, b, s1, s2

 end

 def ColoredRectangle.white_rect(s1, s2)

  new(0xff, 0xff, 0xff, s1, s2)

 end

 def ColoredRectangle.gray_rect(s1, s2)

  new(0x88, 0x88, 0x88, s1, s2)

 end

 def ColoredRectangle.colored_square(r, g, b, s)

  new(r, g, b, s, s)

 end

 def ColoredRectangle.red_square(s)

  new(0xff, 0, 0, s, s)

 end

 def inspect

  "#@r #@g #@b #@s1 #@s2"

 end

end

a = ColoredRectangle.new(0x88, 0xaa, 0xff, 20, 30)

b = ColoredRectangle.white_rect(15,25)

с = ColoredRectangle.red_square(40)

Таким образом, можно определить любое число методов, создающих объекты по различным спецификациям. Вопрос о том, уместен ли здесь термин «конструктор», мы оставим «языковым адвокатам».

Имени атрибута экземпляра в Ruby всегда предшествует знак

@

В ОО-языках часто создаются методы для доступа к атрибутам, чтобы обеспечить сокрытие данных. Мы хотим контролировать доступ к «внутренностям» объекта извне. Обычно для данной цели применяются методы чтения и установки (getter и setter), хотя в Ruby эта терминология не используется. Они просто читают (get) или устанавливают (set) значение атрибута.

Можно, конечно, запрограммировать такие функции «вручную», как показано ниже:

class Person

 def name

  @name

 end

 def name=(x)

  @name = x

 end

 def age

  @age

 end

 # ...

end

Ho Ruby предоставляет более короткий способ. Метод

attr

class Person

 attr :name, true # Создаются @name, name, name=

 attr :age        # Создаются @age, age

end

Методы

attr_reader

attr_writer

attr_accessor

class SomeClass

 attr_reader :a1, :a2   # Создаются @a1, a1, @a2, a2

 attr_writer :b1, :b2   # Создаются @b1, b1=, @b2, b2 =

 attr_accessor :c1, :c2 # Создаются @c1, c1, c1=, @c2, c2, c2=

 # ...

end

Напомним, что для выполнения присваивания атрибуту необходимо указывать вызывающий объект, а внутри метода нужно в качестве такого объекта указывать

self

По мере усложнения объектов у них появляется все больше атрибутов, которые необходимо инициализировать в момент создания. Соответствующий конструктор может оказаться длинным и запутанным, его параметры даже не будут помещаться на одной строке.

Чтобы справиться со сложностью, можно передать методу

initialize

eval

instance_eval

class PersonalComputer

 attr_accessor :manufacturer,

  :model, :processor, :clock,

  :ram, :disk, :monitor,

  :colors, :vres, :hres, :net

 def initialize(&block)

  instance_eval &block

 end

 # Прочие методы...

end

desktop = PersonalComputer.new do

 self.manufacturer = "Acme"

 self.model = "THX-1138"

 self.processor = "986"

 self.clock = 9.6  # ГГц

 self.ram =16      # Гб

 self.disk =20     # T6

 self.monitor = 25 # дюймы

 self.colors = 16777216

 self.vres = 1280

 self.hres = 1600

 self.net = "T3"

end

p desktop

Отметим несколько нюансов. Во-первых, мы пользуемся методами доступа к атрибутам, поэтому присваивание им значений интуитивно понятно. Во-вторых, ссылка на

self

Ясно, что в теле блока можно делать все, что угодно. Например, можно было бы вычислить некоторые поля на основе других.

А если вам не нужны методы доступа для всех атрибутов? Если хотите, можете избавиться от лишних, вызвав для них метод

undef

Метод или атрибут не всегда ассоциируются с конкретным экземпляром класса, они могут принадлежать самому классу. Типичным примером метода класса может служить

new

Мы можем определять собственные методы класса, как показано в разделе 11.1.1. Конечно, их функциональность не ограничивается конструированием — они могут выполнять любые операции, имеющие смысл именно на уровне класса.

В следующем далеко не полном фрагменте предполагается, что мы создаем класс для проигрывания звуковых файлов. Метод

play

detect_hardware

class SoundPlayer

 MAX_SAMPLE = 192

 def SoundPlayer.detect_hardware

  # ...

 end

 def play

  # ...

 end

end

Есть еще один способ объявить этот метод класса. В следующем фрагменте делается практически то же самое:

class SoundPlayer

MAX_SAMPLE =192

 def play

  # ...

 end

end

def SoundPlayer.detect_hardware

 # ...

end

Единственная разница касается использования объявленных в классе констант. Если метод класса объявлен вне объявления самого класса, то эти константы оказываются вне области видимости. Например, в первом фрагменте метод

detect_hardware

MAX_SAMPLE

SoundPlayer::MAX_SAMPLE

Не удивительно, что помимо методов класса есть еще и переменные класса. Их имена начинаются с двух знаков

@

Традиционный пример использования переменных класса - подсчет числа его экземпляров. Но они могут применяться всегда, когда информации имеет смысл в контексте класса в целом, а не отдельного объекта. Другой пример приведен в листинге 11.3.

class Metal

 @@current_temp = 70

 attr_accessor :atomic_number

 def Metal.current_temp=(x)

  @@current_temp = x

 end

 def Metal.current_temp

  @@current_temp

 end

 def liquid?

  @@current_temp >= @melting

 end

 def initialize(atnum, melt)

  @atomic_number = atnum

  @melting = melt

 end

end

aluminum = Metal.new(13, 1236)

copper = Metal.new(29, 1982)

gold = Metal.new(79, 1948)

Metal.current_temp = 1600

puts aluminum.liquid? # true

puts copper.liquid?   # false

puts gold.liquid?     # false

Metal.current_temp = 2100

puts aluminum.liquid? # true

puts copper.liquid?   # true

puts gold.liquid?     # true

Здесь переменная класса инициализируется до того, как впервые используется в методе класса. Отметим также, что мы можем обратиться к переменной класса из метода экземпляра, но обратиться к переменной экземпляра из метода класса нельзя. Немного подумав, вы поймете, что так и должно быть.

А если попытаться, что произойдет? Что если мы попробуем напечатать атрибут

@atomic_number

Metal.current_temp

nil

В том, что на самом деле мы обращаемся вовсе не к переменной экземпляра класса

Metal

Class

Class

Мы столкнулись с переменной экземпляра класса (термин заимствован из языка Smalltalk). Дополнительные замечания на эту тему приводятся в разделе 11.2.4.

В листинге 11.4 иллюстрируются все аспекты этой ситуации.

class MyClass

 SOME_CONST = "alpha"     # Константа уровня класса.

 @@var = "beta"           # Переменная класса.

 @var = "gamma"           # Переменная экземпляра класса.

 def initialize

  @var = "delta"          # Переменная экземпляра.

 end

 def mymethod

  puts SOME_CONST         # (Константа класса.)

  puts @@var              # (Переменная класса.)

  puts @var               # (Переменная экземпляра.)

 end

 def MyClass.classmeth1

  puts SOME_CONST         # (Константа класса.)

  puts @@var              # (Переменная класса.)

  puts @var               # (Переменная экземпляра класса.)

 end

end

def MyClass.classmeth2

 puts MyClass::SOME_CONST # (Константа класса.)

 # puts @@var             # Ошибка: вне области видимости.

 puts @var                # (Переменная экземпляра класса.)

end

myobj = MyClass.new

MyClass.classmeth1        # alpha, beta, gamma

MyClass.classmeth2        # alpha, gamma

myobj.mymethod            # alpha, beta, delta

Следует еще сказать, что метод класса можно сделать закрытым, воспользовавшись методом

private_class_method

private

Можно унаследовать класс, воспользовавшись символом

<

class Boojum < Snark

 # ...

end

Это объявление говорит, что класс

Boojum

Snark

Snark

Boojum

Ясно, что цель наследования — расширить или специализировать функциональность. Мы хотим получить из общего нечто более специфическое.

Попутно отметим, что во многих языках, например в C++, допускается множественное наследование (МН). В Ruby, как и в Java, и в некоторых других языках, множественного наследования нет, но наличие классов-примесей компенсирует его отсутствие (см. раздел 11.1.12).

Рассмотрим несколько более реалистичный пример. У нас есть класс

Person

Student

Определим класс

Person

class Person

 attr_accessor :name, :age, :sex

 def initialize(name, age, sex)

  @name, @age, @sex = name, age, sex

 end

 # ...

end

А класс

Student

class Student < Person

 attr_accessor :idnum, :hours

 def initialize(name, age, sex, idnum, hours)

  super(name, age, sex)

  @idnum = idnum

  @hours = hours

 end

 # ...

end

# Создать два объекта.

a = Person.new("Dave Bowman", 37, "m")

b = Student.new("Franklin Poole", 36, "m", "000-13-5031", 24)

Посмотрим внимательно, что здесь сделано. Что за

super

initialize

Student

initialize

Не всегда необходимо использовать слово

super

Если говорить об истинном смысле наследования, то оно, безусловно, описывает отношение «является». Студент является человеком, как и следовало ожидать. Сделаем еще три замечания:

• Каждый атрибут (и метод) родительского класса отражается в его потомках. Если в классе

Person

height

Student

say_hello

• Потомок может иметь дополнительные атрибуты и методы, мы это только что видели. Поэтому создание подкласса часто еще называют расширением суперкласса.

• Потомок может переопределять любые атрибуты и методы своего родителя.

Последнее замечание подводит нас к вопросу о том, как разрешается вызов метода. Откуда я знаю, вызывается ли метод конкретного класса или его суперкласса?

Краткий ответ таков: не знаю и не интересуюсь. Если вызывается некий метод от имени объекта класса

Student

Object

А что если мы хотим вызвать метод суперкласса, но не из соответствующего метода подкласса? Можно сначала создать в подклассе синоним:

class Student # Повторное открытие класса.

 # Предполагается, что в классе Person есть метод say_hello...

 alias :say_hi :say_hello

 def say_hello

  puts "Привет."

 end

 def formal_greeting

  # Поприветствовать так, как принято в суперклассе.

  say_hi

 end

end

У наследования есть разные тонкости, которых мы здесь касаться не будем. Общий принцип мы изложили, но не пропустите следующий раздел.

Часто возникает вопрос: «Что это за объект? Как он соотносится с данным классом?» Есть много способов получить тот или иной ответ.

Во-первых, метод экземпляра

class

type

s = "Hello"

n = 237

sc = s.class # String

nc = n.class # Fixnum

He думайте, будто методы

class

type

Class

Class

s2 = "some string"

var = s2.class            # String

my_str = var.new("Hi...") # Новая строка.

Можно сравнить такую переменную с константным именем класса и выяснить, равны ли они; можно даже использовать переменную в роли суперкласса и определить на ее основе подкласс! Запутались? Просто помните, что в Ruby

Class

Object

Иногда нужно сравнить объект с классом, чтобы понять, принадлежит ли данный объект указанному классу. Для этого служит метод

instance_of?

puts (5.instance_of? Fixnum)       # true

puts ("XYZZY".instance_of? Fixnum) # false

puts ("PLUGH".instance_of? String) # true

А если нужно принять во внимание еще и отношение наследования? К вашим услугам метод

kind_of?

instance_of?

is_a?

n = 9876543210

flag1 = n.instance_of? Bignum # true

flag2 = n.kind_of? Bignum     # true

flag3 = n.is_a? Bignum        # true

flag3 = n.is_a? Integer       # true

flag4 = n.is_a? Numeric       # true

flag5 = n.is_a? Object        # true

flag6 = n.is_a? String        # false

flag7 = n.is_a? Array         # false

Ясно, что метод

kind_of

is_a?

instance_of?

Для новичков в Ruby приготовлен один сюрприз. Любой модуль, подмешиваемый в класс, становится субъектом отношения «является» для экземпляров этого класса. Например, в класс

Array

Enumerable

x = [1, 2, 3]

flag8 = x.kind_of? Enumerable # true

flag9 = x.is_a? Enumerable    # true

Для сравнения двух классов можно пользоваться также операторами сравнения. Интуитивно очевидно, что оператор «меньше» обозначает наследование суперклассу.

flag1 = Integer < Numeric # true

flag2 = Integer < Object  # true

flag3 = Object == Array   # false

flag4 = IO >= File        # true

flag5 = Float < Integer   # nil

В любом классе обычно определен оператор «тройного равенства»

===

class === instance

instance

class

case

Упомянем еще метод

respond_to

respond_to

# Искать открытые методы.

if wumpus.respond_to?(:bite)

 puts "У него есть зубы!"

else

 puts "Давай-ка подразним его."

end

# Необязательный второй параметр позволяет

# просматривать и закрытые методы.

if woozle.respond_to?(:bite,true)

 puts "Вузлы кусаются!"

else

 puts "Ага, это не кусающийся вузл."

end

Иногда нужно знать, является ли данный класс непосредственным родителем объекта или класса. Ответ на этот вопрос дает метод

superclass

Class

array_parent = Array.superclass  # Object

fn_parent = 237.class.superclass # Integer

obj_parent = Object.superclass   # nil

У любого класса, кроме

Object

Все животные равны, но некоторые равнее других.

(Джордж Оруэлл, «Скотный двор»)

При написании своих классов желательно, чтобы семантика типичных операций была такой же, как у встроенных в Ruby классов. Например, если объекты класса можно упорядочивать, то имеет смысл реализовать метод

<=>

Comparable

Однако картина перестает быть такой однозначной, когда дело доходит до проверки объектов на равенство. В Ruby объекты реализуют пять разных методов для этой операции. И в ваших классах придется реализовать хотя бы некоторые из них, поэтому рассмотрим этот вопрос подробнее.

Самым главным является метод

equal?

Object

true

Самым распространенным способом проверки на равенство является старый добрый оператор

==

Следующим в шкале абстракции стоит метод

eql?

Object

eql?

Kernel

Object

==

==

eql?

flag1 = (1 == 1.0)    # true

flag2 = (1.eql?(1.0)) # false

Метод

eql?

eql?

hash

Любой объект реализует еще два метода сравнения. Метод

===

case

selector===target

case

case an_object

 when String

  puts "Это строка."

 when Numeric

  puts "Это число."

 else

  puts "Это что-то совсем другое."

end

Эта конструкция работает, потому что в классе

Module

===

an_object

string === an_object

case

Наконец, в Ruby реализован оператор сопоставления с образцом

=~

У операторов

==

=~

!=

!~

==

!=

В Ruby объект определяется, прежде всего, своим интерфейсом: теми методами, которые он раскрывает внешнему миру. Но при написании класса часто возникает необходимость во вспомогательных методах, вызывать которые извне класса опасно. Тут-то и приходит на помощь метод

private

Module

Использовать его можно двумя способами. Если в теле класса или модуля вы вызовете

private

class Bank

 def open_safe

  # ...

 end

 def close_safe

  # ...

 end

 private :open_safe, :close_safe

 def make_withdrawal(amount)

  if access_allowed

   open_safe

   get_cash(amount)

   close_safe

  end

 end

 # Остальные методы закрытые.

private

 def get_cash

  # ...

 end

 def access_allowed

  # ...

 end

end

Поскольку методы из семейства

attr

private

Реализация метода

private

self

Модификатор доступа

protected

Person

Person

class Person

 def initialize(name, age)

  @name, @age = name, age

 end

 def <=>(other)

  age <=> other.age

 end

 attr_reader :name, :age

 protected :age

end

p1 = Person.new("fred", 31)

p2 = Person.new("agnes", 43)

compare = (p1 <=> p2) # -1

x = p1.age            # Ошибка!

Чтобы завершить картину, модификатор

public

И последнее: методы, определенные вне любого класса и модуля (то есть на верхнем уровне программы), по умолчанию закрыты. Поскольку они определены в классе

Object

Встроенные методы

Object#clone

#dup

#dup

clone

s1 = "cat"

def s1.upcase

 "CaT"

end

s1_dup = s1.dup

s1_clone = s1.clone

s1              #=> "cat"

s1_dup.upcase   #=> "CAT" (синглетный метод не копируется)

s1_clone.upcase #=> "СаТ" (используется синглетный метод)

И

dup

clone

arr2

arr1

arr2[2]

arr1

String

arr2

arr1

arr1 = [ 1, "flipper", 3 ]

arr2 = arr1.dup

arr2[2] = 99

arr2[1][2] = 'a'

arr1 # [1, "flapper", 3]

arr2 # [1, "flapper", 99]

Иногда необходимо глубокое копирование, при котором копируется все дерево объектов с корнем в исходном объекте. В этом случае между оригиналом и копией гарантированно не будет никакой интерференции. Ruby не предоставляет встроенного метода для глубокого копирования, но есть приемы, позволяющие достичь желаемого результата.

Самый «чистый» способ — потребовать, чтобы классы реализовывали метод

deep_copy

deep_copy

deep_copy

Но есть и более быстрый способ с использованием модуля

Marshal

arr1 = [ 1, "flipper", 3 ]

arr2 = Marshal.load(Marshal.dump(arr1))

arr2[2] = 99

arr2[1][2] = 'a'

arr1 # [1, "flipper", 3]

arr2 # [1, "flapper", 99]

Обратите внимание, что изменение строки через

arr2

arr1

При копировании объекта методом

dup

clone

Но что делать, если вам такое поведение не нужно? Рассмотрим пример:

class Document

 attr_accessor :title, :text

 attr_reader :timestamp

 def initialize(title, text)

  @title, @text = title, text

  @timestamp = Time.now

 end

end

doc1 = Document.new("Random Stuff",File.read("somefile"))

sleep 300 # Немного подождем...

doc2 = doc1.clone

doc1.timestamp == doc2.timestamp # true

# Оп... временные штампы одинаковы!

При создании объекта

Document

Для этого нужно определить метод

initialize_copy

initialize

class Document # Определяем новый метод в классе.

 def initialize_copy(other)

  @timestamp = Time.now

 end

end

doc3 = Document.new("More Stuff", File.read("otherfile"))

sleep 300                        # Немного подождем...

doc4 = doc3.clone

doc3.timestamp == doc4.timestamp # false

# Теперь временные штампы правильны.

Отметим, что метод

initialize_copy

@title, @text = other.title, other.text

Кстати, если метод

initialize_copy

Редко, но бывает, что нужно создать объект, не вызывая его конструктор (в обход метода

initialize

new

initialize

Метод

allocate

class Person

 attr_accessor :name, :age, :phone

 def initialize(n,a,p)

  @name, @age, @phone = n, a, p

 end

end

p1 = Person.new("John Smith",29,"555-1234")

p2 = Person.allocate

p p1.age # 29

p p2.age # nil

Для использования модулей в Ruby есть две основных причины. Первая — облегчить управление пространством имен; если поместить константы и методы в модули, то будет меньше конфликтов имен. Хранящийся таким образом метод (метод модуля) вызывается с указанием имени модуля, то есть без вызывающего объекта. Точно так же вызывается и метод класса. Увидев вызовы вида

File.ctime

FileTest.exist?

File

FileTest

Вторая причина более интересна: мы можем использовать модуль как примесь. Примеси — это способ реализации множественного наследования, при котором наследуется только интерфейс.

Мы уже говорили о методах модуля, а как насчет методов экземпляра? Модуль — это не класс, у него не может быть экземпляров, а к методу экземпляра нельзя обратиться, не указав вызывающий объект.

Но оказывается, модуль может иметь методы экземпляра. Они становятся частью класса, который включил модуль директивой

include

module MyMod

 def meth1

  puts "Это метод 1."

 end

end

class MyClass

 include MyMod

 # ...

end

x = MyClass.new

x.meth1 # Это метод 1.

Здесь модуль

MyMod

MyClass

meth1

include

Object

А что происходит с методами модуля, если таковые определены? Если вы думаете, что они становятся методами класса, то ошибаетесь. Методы модуля не подмешиваются.

Но если такое поведение желательно, то его можно реализовать с помощью нехитрого трюка. Существует метод

append_features

module MyMod

 def MyMod.append_features(someClass)

  def someClass.modmeth

   puts "Метод модуля (класса) "

  end

  super # Этот вызов обязателен!

 end

 def meth1

  puts "Метод 1"

 end

end

class MyClass

 include MyMod

 def MyClass.classmeth

  puts "Метод класса"

 end

 def meth2

  puts "Метод 2"

 end

end

x = MyClass.new

# Выводится:

MyClass.classmeth # Метод класса

x.meth1           # Метод 1

MyClass.modmeth   # Метод модуля (класса)

x.meth2           # Метод 2

Этот пример заслуживает детального рассмотрения. Во-первых, надо понимать, что метод

append_features

include

meth1

Отметим также, что внутри тела

append_features

Nested method error

Модуль мог бы захотеть узнать, кто был инициатором примеси. Для этого тоже можно воспользоваться методом

append_features

Можно также подмешивать методы экземпляра модуля как методы класса. В листинге 11.7 приведен соответствующий пример.

module MyMod

 def meth3

  puts "Метод экземпляра модуля meth3"

  puts "может стать методом класса."

 end

end

class MyClass

 class << self # Здесь self - это MyClass.

  include MyMod

 end

end

MyClass.meth3

# Выводится:

# Метод экземпляра модуля meth3

# может стать методом класса.

Здесь полезен метод

extend

class MyClass

 extend MyMod

end

Мы все время говорим о методах. А как насчет переменных экземпляра? Конечно, модуль может иметь собственные данные экземпляра, но обычно так не делают. Впрочем, если вы решили, что без этого никак не обойтись, ничто вас не остановит.

Можно подмешивать модуль к объекту, а не классу (например, методом

extend

Важно понимать еще одну вещь. В вашем классе можно определить методы, которые будут вызываться из примеси. Это удивительно мощный прием, знакомый тем, кто пользовался интерфейсами в Java.

Классический пример, с которым мы уже сталкивались ранее, — подмешивание модуля

Comparable

<=>

<

>

<=

Другой пример — подмешивание модуля

Enumerable

<=>

each

collect

sort

min

max

select

Можно также определять и собственные модули, ведущие себя подобным образом. Возможности ограничены только вашим воображением.

Иногда объект имеет нужный вид в нужное время, а иногда хочется преобразовать его во что-то другое или сделать вид, что он является чем-то, чем на самом деле не является. Всем известный пример — метод

to_s

Каждый объект можно тем или иным способом представить в виде строки. Но не каждый объект может успешно «прикинуться» строкой. Именно в этом и состоит различие между методами

to_s

to_str

При использовании метода

puts

#{...}

string

string

to_s

to_s

class Pet

 def initialize(name)

  @name = name

 end

 # ...

 def to_s

  "Pet: #@name"

 end

end

Другие методы (например, оператор конкатенации строк

+

string

to_s

to_str

String

Exception

to_str

String

Regexp

Marshal

TypeError: Failed to convert xyz into string

to_str

Вы можете реализовать метод

to_str

class Numeric

 def to_str

  to_s

 end

end

label = "Число " + 9 # "Число 9"

Аналогично обстоит дело и в отношении массивов. Для преобразования объекта в массив служит метод

to_a

to_ary

а, b, с = x

Если

x

to_ary

class String

 def to_ary

  return self.split("")

 end

end

str = "UFO"

a, b, с = str # ["U", "F", "O"]

Метод

inspect

irb

p

inspect

inspect

Есть и еще одна ситуация, когда желательно выполнять такие преобразования «за кулисами». Пользователь языка ожидает, что

Fixnum

Float

Complex

+

Fixnum

Float

Fixnum

coerce

Когда оператор

+

coerce

class MyNumberSystem

 def +(other)

  if other.kind_of?(MyNumberSystem)

   result = some_calculation_between_self_and_other

   MyNumberSystem.new(result)

  else

   n1, n2 = other.coerce(self)

   n1 + n2

  end

 end

end

Метод

coerce

В примере выше мы полагались на то, что класс аргумента умеет как-то выполнять приведение. Будь мы законопослушными гражданами, реализовали бы приведение и в собственном классе, чтобы он мог работать с числами других видов. Для этого нужно знать, с какими типами мы можем работать напрямую, и приводить объект к одному из этих типов, когда возникает необходимость. Если мы сами не знаем, как это сделать, следует спросить у родителя:

def coerce(other)

 if other.kind_of?(Float)

  return other, self.to_f

 elsif other.kind_of?(Integer)

  return other, self.to_i

 else

  super

 end

end

Конечно, чтобы этот пример работал, наш объект должен реализовывать методы

to_i

to_f

Метод

coerce

class String

 def coerce(n)

  if self['.']

   [n, Float(self)]

  else

   [n, Integer(self)]

  end

 end

end

x = 1 + "23" # 24

y = 23 * "1.23" # 29.29

Впрочем, поступать так необязательно. Однако мы настоятельно рекомендуем реализовывать метод

coerce

Иногда нужно просто сгруппировать взаимосвязанные данные, не определяя никакие специфические методы обработки. Можно для этого создать класс:

class Address

 attr_accessor :street, :city, :state

 def initialize(street1, city, state)

  @street, @city, @state = street, city, state

 end

end

books = Address.new("411 Elm St", "Dallas", "TX")

Такое решение годится, но каждый раз прибегать к нему утомительно; к тому же здесь слишком много повторов. Тут-то и приходит на помощь встроенный класс

Struct

attr_accessor

Struct

Address = Struct.new("Address", :street, :city, :state)

books = Address.new("411 Elm St", "Dallas", "TX")

Зачем передавать первым параметром конструктора имя создаваемой структуры и присваивать результат константе (в данном случае

Address

При вызове

Struct.new

Struct

Struct

Struct.new("Address", :street, :city, :state)

books = Struct::Address.new("411 Elm St", "Dallas", "TX")

Создав структурный шаблон, вы вызываете его метод new для создания новых экземпляров данной конкретной структуры. Необязательно присваивать значения всем атрибутам в конструкторе. Опущенные атрибуты получат значение

nil

Hash

Struct

Кстати, не рекомендуем создавать структуру с именем

Tms

Struct::Tms

Иногда необходимо воспрепятствовать изменению объекта. Это позволяет сделать метод

freeze

Object

Попытка модифицировать замороженный объект приводит к исключению

TypeError

str = "Это тест. "

str.freeze

begin

 str << " He волнуйтесь." # Попытка модифицировать.

rescue => err

 puts "#{err.class} #{err}"

end

arr = [1, 2, 3]

arr.freeze

begin

 arr << 4 # Попытка модифицировать.

rescue => err

 puts "#{err.class} #{err}"

end

# Выводится:

# TypeError: can't modify frozen string

# TypeError: can't modify frozen array

Однако имейте в виду, что метод

freeze

+=

str = "counter-"

str.freeze

str += "intuitive" # "counter-intuitive"

arr = [8, 6, 7]

arr.freeze

arr += [5, 3, 0, 9] # [8, 6, 7, 5, 3, 0, 9]

Почему так происходит? Предложение

a += x

a = a + x

a + x

a

freeze

Существует метод

frozen?

hash = { 1 => 1, 2 => 4, 3 => 9 }

hash.freeze

arr = hash.to_a

puts hash.frozen?  # true

puts arr.frozen?   # false

hash2 = hash

puts hash2.frozen? # true

Как видите (на примере

hash2

Не все в модели ООП, реализованной в Ruby, одинаково очевидно. Что-то сложнее, что-то применяется реже. Линия раздела для каждого программиста проходит в разных местах. В этой части главы мы попытались собрать те средства, которые не так просты или не так часто встречаются в программах.

Иногда вы задаетесь вопросом, можно ли решить на Ruby ту или иную задачу. Краткий ответ таков: Ruby — богатый, динамический, объектно-ориентированный язык с широким набором разумно ортогональных средств; если нечто можно сделать на каком-то другом языке, то, скорее всего, можно и на Ruby.

Теоретически все полные по Тьюрингу языки более или менее одинаковы. Весь смысл проектирования языков в поиске осмысленной, удобной нотации. Читателю, сомневающемуся в важности нотации, стоит попробовать написать интерпретатор LISP на языке COBOL или выполнить деление чисел, записанных римскими цифрами.

Конечно, мы не хотим сказать, что любая задача на Ruby решается элегантно или естественно. Попытайся мы высказать такое утверждение, кто-нибудь очень быстро докажет, что мы не правы.

В этом разделе мы поговорим также о реализации на Ruby различных стилей программирования, например функционального и аспектно-ориентированного. Мы не претендуем на роль экспертов в этих областях, просто приводим мнение других. Относитесь к этому с долей скепсиса.

В статическом языке вы считаете очевидным, что имя вызываемой функции «зашито» в программу, это часть исходного текста. Динамический язык обладает в данном отношении большей гибкостью.

При любом вызове метода вы посылаете объекту сообщение. Обычно эти сообщения так же жестко «зашиты» в код, как и в статическом языке, но это необязательно. Можно написать программу, которая во время выполнения решает, какой метод вызывать. Метод

send

Symbol

Пусть, например, имеется массив объектов, который нужно отсортировать, причем в качестве ключей сортировки хотелось бы использовать разные поля. Не проблема - можно просто написать специализированные блоки для сортировки. Но хотелось бы найти более элегантное решение, позволяющее обойтись одной процедурой, способной выполнить сортировку по любому указанному ключу. В листинге 11.9 такое решение приведено.

Этот пример был написан для первого издания книги. Теперь метод

sort_by

send

class Person

 attr_reader :name, :age, :height

 def initialize(name, age, height)

  @name, @age, @height = name, age, height

 end

 def inspect

  "#@name #@age #@height"

 end

end

class Array

 def sort_by(sym) # Наш вариант метода sort_by.

  self.sort {|x,y| x.send(sym) <=> y.send(sym) }

 end

end

people = []

people << Person.new("Hansel", 35, 69)

people << Person.new("Gretel", 32, 64)

people << Person.new("Ted", 36, 68)

people << Person.new("Alice", 33, 63)

p1 = people.sort_by(:name)

p2 = people.sort_by(:age)

p3 = people.sort_by(:height)

p p1 # [Alice 33 63, Gretel 32 64, Hansel 35 69, Ted 36 68]

p p2 # [Gretel 32 64, Alice 33 63, Hansel 35 69, Ted 36 68]

p p3 # [Alice 33 63, Gretel 32 64, Ted 36 68, Hansel 35 69]

Отметим еще, что синоним

__send__

send

Я солипсист и, признаться, удивлен, что большинство из нас таковыми не являются.

(Из письма, полученного Бертраном Расселом)

В большинстве объектно-ориентированных языков все объекты одного класса ведут себя одинаково. Класс — это шаблон, порождающий объекты с одним и тем же интерфейсом при каждом вызове конструктора.

Ruby ведет себя так же, но это не конец истории. Получив объект, вы можете изменить его поведение на лету. По сути дела, вы ассоциируете с объектом частный, анонимный подкласс, все методы исходного подкласса остаются доступными, но добавляется еще и поведение, уникальное для данного объекта. Поскольку это поведение присуще лишь данному объекту, оно встречается только один раз. Нечто, встречающееся только один раз, называется синглетом (singleton). Так, мы имеем синглетные методы и синглетные классы.

Слово «синглет» может стать источником путаницы, потому что оно употребляется и в другом смысле - как название хорошо известного паттерна проектирования, описывающего класс, для которого может существовать лишь один объект. Если вас интересует такое использование, обратитесь к библиотеке

singleton.rb

В следующем примере мы видим два объекта, оба строки. Для второго мы добавляем метод

upcase

а = "hello"

b = "goodbye"

def b.upcase # Создать синглетный метод.

 gsub(/(.)(.)/) { $1.upcase + $2 }

end

puts a.upcase # HELLO

puts b.upcase # GoOdBye

Добавление синглетного метода к объекту порождает синглетный класс для данного объекта, если он еще не был создан ранее. Родителем синглетного класса является исходный класс объекта. (Можно считать, что это анонимный подкласс исходного класса.) Если вы хотите добавить к объекту несколько методов, то можете создать синглетный класс явно:

b = "goodbye"

class << b

 def upcase # Создать синглетный метод.

  gsub(/(.){.)/) { $1.upcase + $2 }

 end

 def upcase!

  gsub!(/(.)(.)/) { $1.upcase + $2 }

 end

end

puts b.upcase # GoOdBye

puts b        # goodbye

b.upcase!

puts b        # GoOdBye

Отметим попутно, что у более «примитивных» объектов (например,

Fixnum

Если вам приходилось разбираться в коде библиотек, то наверняка вы сталкивались с идиоматическим использованием синглетных классов. В определении класса иногда встречается такой код:

class SomeClass

 # Stuff...

 class << self

  # Какой-то код

 end

 # ...продолжение.

end

В теле определения класса слово

self

class TheClass

 class << self

  def hello

   puts "hi"

  end

 end

end

# вызвать метод класса

TheClass.hello # hi

Еще одно распространенное применение такой техники — определение на уровне класса вспомогательных функций, к которым можно обращаться из других мест внутри определения класса. Например, мы хотим определить несколько функций доступа, которые преобразуют результат своей работы в строку. Можно, конечно, написать отдельно код каждой такой функции. Но есть и более элегантное решение — определить функцию уровня класса

accessor_string

сlass MyClass

 class << self

  def accessor_string(*names)

   names.each do |name|

    class_eval <<-EOF

    def #{name}

     @#{name}.to_s

    end

    EOF

   end

  end

 end

 def initialize

  @a = [1,2,3]

  @b = Time.now

 end

 accessor_string :a, :b

end

о = MyClass.new

puts o.a # 123

puts o.b # Mon Apr 30 23:12:15 CDT 2001

Вы наверняка сможете придумать и другие, более изобретательные применения. Метод

extend

module Quantifier

 def any?

  self.each { |x| return true if yield x }

  false

 end

 def all?

  self.each { |x| return false if not yield x }

  true

 end

end

list = [1, 2, 3, 4, 5]

list.extend(Quantifier)

flag1 = list.any? {|x| x > 5 }      # false

flag2 = list.any? {|x| x >= 5 }     # true

flag3 = list.all? {|x| x <= 10 }    # true

flag4 = list.all? {|x| x % 2 == 0 } # false

В этом примере к массиву

list

any?

all?

Классы и модули можно вкладывать друг в друга произвольным образом. Программисты, приступающие к изучению Ruby, могут этого и не знать.

Основная цель данного механизма — упростить управление пространствами имен. Скажем, в класс

File

Stat

Stat

Stat

Другой пример дает класс

Struct::Tms

Struct

Tms

Struct

Кроме того, вложенный класс можно создавать просто потому, что внешний мир не должен знать о нем или обращаться к нему. Иными словами, можно создавать целые классы, подчиняющиеся тому же принципу «сокрытия данных», которому переменные и методы экземпляра следуют на более низком уровне.

class BugTrackingSystem

 class Bug

  #...

 end

 #...

end

# Никто снаружи не знает о классе Bug.

Можно вкладывать класс в модуль, модуль в класс и т.д. Если вы придумаете интересные и изобретательные способы применения этой техники, дайте нам знать.

Изучи правила, потом нарушай их.

(Басё)

Предположим, что нужно создать несколько классов, отличающихся только начальными значениями переменных уровня класса. Напомним, что переменная класса обычно инициализируется в самом определении класса.

class Terran

 @@home_planet = "Earth"

 def Terran.home_planet

  @@home_planet

 end

 def Terran.home_planet= (x)

  @@home_planet = x

 end

 #...

end

Все замечательно, но что если нам нужно определить несколько подобных классов? Новичок подумает: «Ну так я просто определю суперкласс!» (листинг 11.12).

class IntelligentLife # Неправильный способ решения задачи!

 @@home_planet = nil

 def IntelligentLife.home_planet

  @@home _planet

 end

 def IntelligentLife.home_planet=(x)

  @@home_planet = x

 end

 #...

end

class Terran < IntelligentLife

 @@home_planet = "Earth"

 #...

end

class Martian < IntelligentLife

 @@home_planet = "Mars"

 #...

end

Но это работать не будет. Вызов

Terran.home_planet

"Earth"

"Mars"

Можно было бы вынести определение переменной класса в базовый класс, но тогда перестали бы работать определенные нами методы класса! Можно было исправить и это, перенеся определения в дочерние классы, однако тем самым губится первоначальная идея, ведь таким образом объявляются отдельные классы без какой бы то ни было «параметризации».

Мы предлагаем другое решение. Отложим вычисление переменной класса до момента выполнения, воспользовавшись методом

class_eval

class IntelligentLife

 def IntelligentLife.home_planet

  class_eval("@@home_planet")

 end

 def IntelligentLife.home_planet=(x)

  class_eval("@@home_planet = #{x}")

 end

 # ...

end

class Terran < IntelligentLife

 @@home_planet = "Earth"

 # ...

end

class Martian < IntelligentLife

 @@home_planet = "Mars"

 # ...

end

puts Terran.home_planet  # Earth

puts Martian.home_planet # Mars

Не стоит и говорить, что механизм наследования здесь по-прежнему работает. Все методы и переменные экземпляра, определенные в классе

IntelligentLife

Terran

Martian

В листинге 11.14 предложено, наверное, наилучшее решение. В нем используются только переменные экземпляра, а от переменных класса мы вообще отказались.

class IntelligentLife

 class << self

  attr_accessor :home_planet

 end

 # ...

end

class Terran < IntelligentLife

 self.home_planet = "Earth"

 #...

end

class Martian < IntelligentLife

 self.home_planet = "Mars"

 #...

end

puts Terran.home_planet  # Earth

puts Martian.home_planet # Mars

Здесь мы открываем синглетный класс и определяем метод доступа

home_planet

В качестве небольшого усовершенствования добавим еще вызов метода

private

private :home_planet=

Сделав метод установки закрытым, мы запретили изменять значение вне иерархии данного класса. Как всегда,

private

Есть и другие способы решения этой задачи. Проявите воображение.

Одно из самых трудных для понимания средств Ruby — продолжение (continuation). Это структурированный способ выполнить нелокальный переход и возврат. В объекте продолжения хранятся адрес возврата и контекст выполнения. В каком-то смысле это аналог функций

setjmp

longjmp

Метод

callcc

Kernel

Continuation

В классе

Continuation

call

callсс

callcc

call

Считайте, что продолжение — что-то вроде операции «сохранить игру» в классических «бродилках». Вы сохраняете игру в точке, где все спокойно, а потом пробуете выполнить нечто потенциально опасное. Если эксперимент заканчивается гибелью, то вы восстанавливаете сохраненное состояние игры и пробуете пойти другим путем.

Самый лучший способ разобраться в продолжениях — посмотреть фильм «Беги, Лола, беги».

Есть несколько хороших примеров того, как пользоваться продолжениями. Самые лучшие предложил Джим Вайрих (Jim Weirich). Ниже показано, как Джим реализовал «генератор» после дискуссии еще с одним программистом на Ruby, Хью Сассе (Hugh Sasse).

Идея генератора навеяна методом

suspend

Библиотека

generator

В листинге 11.15 представлена предложенная Джимом реализация генератора чисел Фибоначчи. Продолжения применяются для того, чтобы сохранить состояние между вызовами.

class Generator

 def initialize

  do_generation

 end

 def next

  callcc do |here|

   @main_context = here;

   @generator_context.call

  end

 end

 private

 def do_generation

  callcc do |context|

   @generator_context = context;

   return

  end

  generating_loop

 end

 def generate(value)

  callcc do |context|

   @generator_context = context;

   @main_context.call(value)

  end

 end

end

# Порождаем подкласс и определяем метод generating_loop.

class FibGenerator < Generator

 def generating_loop

  generate(1)

  a, b = 1, 1

  loop do

   generate(b)

   a, b = b, a+b

  end

 end

end

# Создаем объект этого класса...

fib = FibGenerator.new

puts fib.next # 1

puts fib.next # 1

puts fib.next # 2

puts fib.next # 3

puts fib.next # 5

puts fib.next # 8

puts fib.next # 13

# И так далее...

Есть, конечно, и более практичные применения продолжений. Один из примеров — каркас

Borges

Seaside

Проблема в том, что продолжение — «дорогая» операция. Необходимо сохранить состояние и потратить заметное время на переключение контекста. Если производительность для вас критична, прибегайте к продолжениям с осторожностью.

Неудивительно, что Ruby предлагает несколько вариантов хранения фрагмента кода в виде объекта. В этом разделе мы рассмотрим объекты

Proc

Method

UnboundMethod

Встроенный класс

Proc

Proc

myproc = Proc.new { |a| puts "Параметр равен #{а}" }

myproc.call(99) # Параметр равен 99

Кроме того, Ruby автоматически создает объект Proc, когда метод, последний параметр которого помечен амперсандом, вызывается с блоком в качестве параметра:

def take_block(x, &block)

 puts block.class

 x.times {|i| block[i, i*i] }

end

take_block(3) { |n,s| puts "#{n} в квадрате равно #{s}" }

В этом примере демонстрируется также применение квадратных скобок как синонима метода

call

Proc

0 в квадрате 0

1 в квадрате 1

2 в квадрате 4

Объект

Proc

&

myproc = proc { |n| print n, "... " }

(1..3).each(&myproc) # 1... 2... 3...

Ruby позволяет также превратить метод в объект. Исторически для этого применяется метод

Object#method

Method

str = "cat"

meth = str.method(:length)

a = meth.call # 3 (длина "cat")

str << "erpillar"

b = meth.call # 11 (длина "caterpillar")

str = "dog"

# Обратите внимание на следующий вызов! Переменная str теперь ссылается

# на новый объект ("dog"), но meth по-прежнему связан со старым объектом.

с = meth.call # 11 (длина "caterpillar")

Начиная с версии Ruby 1.6.2, можно также применять метод

Module#instance_method

UnboundMethod

UnboundMethod

Method

umeth = String.instance_method(:length)

m1 = umeth.bind("cat")

m1.call # 3

m2 = umeth.bind("caterpillar")

m2.call # 11

Явное связывание делает объект

UnboundMethod

Method

Когда модуль включается в класс, Ruby на самом деле создает прокси-класс, являющийся непосредственным родителем данного класса. Возможно, вам это покажется интуитивно очевидным, возможно, нет. Все методы включаемого модуля «маскируются» методами, определенными в классе.

module MyMod

 def meth

  "из модуля"

 end

end

class ParentClass

 def meth

  "из родителя"

 end

end

class ChildClass < ParentClass

 include MyMod

 def meth

  "из потомка"

 end

end

x = ChildClass.new p

p x.meth # Из потомка.

Выглядит это как настоящее наследование: все, что потомок переопределил, становится действующим определением вне зависимости от того, вызывается ли

include

Вот похожий пример, в котором метод потомка вызывает

super

# Модуль MyMod и класс ParentClass не изменились.

class ChildClass < ParentClass

 include MyMod

 def meth

  "Из потомка: super = " + super

 end

end

x = ChildClass.new

p x.meth # Из потомка: super = из модуля

Отсюда видно, что модуль действительно является новым родителем класса. А что если мы точно также вызовем

super

module MyMod

 def meth

  "Из модуля: super = " + super

 end

end

# ParentClass не изменился.

class ChildClass < ParentClass

 include MyMod

 def meth

  "Из потомка: super = " + super

 end

end

x = ChildClass.new

p x.meth # Из потомка: super = из модуля: super = из родителя.

Метод

meth

MyMod

super

meth

module MyMod

 def meth

  "Из модуля: super = " + super

 end

end

class Foo include MyMod

end

x = Foo.new

x.meth

При выполнении этого кода мы получили бы ошибку

NoMethodError

method_missing

В 2004 году Ян Макдональд (Ian Macdonald) задал в списке рассылки вопрос: «Можно ли узнать, был ли параметр задан вызывающей программой или взято значение по умолчанию?» Вопрос интересный. Не каждый день он возникает, но от того не менее интересен.

Было предложено по меньшей мере три решения. Самое удачное и простое нашел Нобу Накада (Nobu Nakada). Оно приведено ниже:

def meth(a, b=(flag=true; 345))

 puts "b равно #{b}, a flag равно #{flag.inspect}"

end

meth(123)     # b равно 345, a flag равно true

meth(123,345) # b равно 345, a flag равно nil

meth(123,456) # b равно 456, a flag равно nil

Как видим, этот подход работает даже, если вызывающая программа явно указала значение параметра, совпадающее с подразумеваемым по умолчанию. Трюк становится очевидным, едва вы его увидите: выражение в скобках устанавливает локальную переменную

flag

true

В Ruby есть две библиотеки, которые предлагают решение задачи о делегировании или перенаправлении вызовов методов другому объекту. Они называются

delegate

forwardable

Библиотека

delegate

SimpleDelegator

__setobj__

Однако мне этот способ представляется слишком примитивным. Поскольку я не думаю, что это существенно лучше, чем то же самое, сделанное вручную, задерживаться на классе

SimpleDelegator

Метод верхнего уровня

DelegateClass

Queue

Array

require 'delegate'

class MyQueue < DelegateClass(Array)

 def initialize(arg=[])

  super(arg)

 end

 alias_method :enqueue, :push

 alias_method :dequeue, :shift

end

mq = MyQueue.new

mq.enqueue(123)

mq.enqueue(234)

p mq.dequeue # 123

p mq.dequeue # 234

Можно также унаследовать класс

Delegator

__getobj__

SimpleDelegator

Но если вам необходим больший контроль, то, вероятно, вы все равно осуществляете делегирование на уровне отдельных методов, а не класса в целом. Тогда лучше воспользоваться библиотекой

forwardable

require 'forwardable'

class MyQueue

 extend Forwardable

 def initialize(obj=[])

  @queue = obj # Делегировать этому объекту.

 end

 def_delegator :@queue, :push, :enqueue

 def_delegator :@queue, :shift, :dequeue

 def_delegators :@queue, :clear, :empty?, :length, :size, :<<

 # Прочий код...

end

Как видно из этого примера, метод

def_delegator

enqueue

@queue

push

enqueue

MyQueue

@queue

Обратите внимание, мы пишем

:@queue

:queue

@queue

Forwardable

Иногда нужно делегировать методы одного объекта одноименным методам другого объекта. Метод

def_delegators

length

MyQueue

length

@queue

В отличие от первого примера, остальные методы делегирующим объектом просто не поддерживаются. Иногда это хорошо, ведь не хотите же вы вызывать метод

[]

[]=

Отметим еще, что показанный выше код позволяет вызывающей программе передавать объект конструктору (для использования в качестве объекта-делегата). В полном соответствии с духом «утилизации» это означает, что я могу выбирать вид объекта, которому делегируется управление, коль скоро он поддерживает те методы, которые вызываются в программе.

Например, все приведенные ниже вызовы допустимы. (В последних двух предполагается, что предварительно было выполнено предложение

require 'thread'

q1 = MyQueue.new                 # Используется любой массив.

q2 = MyQueue.new(my_array)       # Используется конкретный массив.

q3 = MyQueue.new(Queue.new)      # Используется Queue (thread.rb).

q4 = MyQueue.new(SizedQueue.new) # Используется SizedQueue (thread.rb).

Так, объекты

q3

q4

Существует также класс

SingleForwardable

Быть может, вы задумались о том, что лучше — делегирование или наследование. Но это неправильный вопрос. В некоторых ситуациях делегирование оказывается более подходящим решением. Предположим, к примеру, что имеется класс, у которого уже есть родитель. Унаследовать еще от одного родителя мы не можем (в Ruby множественное наследование запрещено), но делегирование в той или иной форме вполне допустимо.

Мы уже рассматривали методы

attr_reader

attr_writer

attr_accessor

В Ruby нет аналогичных средств для их автоматического создания. Но можно написать нечто подобное самостоятельно.

В первом издании этой книги была показана хитроумная схема на основе метода

class_eval

cattr_reader

cattr_writer

Но есть более простой путь. Откроем синглетный класс и воспользуемся в нем семейством методов

attr

class MyClass

 @alpha = 123          # Инициализировать @alpha.

 class << self

  attr_reader :alpha   # MyClass.alpha()

  attr_writer :beta    # MyClass.beta=()

  attr_accessor :gamma # MyClass.gamma() и

 end                   # MyClass.gamma=()

 def MyClass.look

  puts " #@alpha, #@beta, #@gamma"

 end

 #...

end

puts MyClass.alpha # 123

MyClass.beta = 456

MyClass.gamma = 789

puts MyClass.gamma # 789

MyClass.look       # 123, 456, 789

Как правило, класс без переменных экземпляра бесполезен. Но здесь мы их для краткости опустили.

Brother, can you paradigm?

(Граффити на здании IBM в Остине, 1989)

В различных кругах популярны разные философии программирования. Часто их трудно охарактеризовать с точки зрения объектной ориентированности или динамичности, а некоторые вообще не зависят от того, является ли язык динамическим или объектно-ориентированным.

Поскольку мы отнюдь не эксперты в этих вопросах, будем полагаться в основном на чужие слова. Так что воспринимайте то, что написано ниже, с некоторой долей скепсиса.

Некоторые программисты предпочитают стиль ООП на основе прототипов (или ООП без классов). В этом мире объект не описывается как экземпляр класса, а строится с нуля. На базе такого прототипа могут создаваться другие объекты. В Ruby есть рудиментарная поддержка такого стиля программирования, поскольку допускаются синглетные методы, имеющиеся только у отдельных объектов, а метод clone клонирует синглеты. Интересующийся читатель может также обратить внимание на простой класс

OpenStruct

method_missing

Парочка ограничений в Ruby препятствует реализации ООП без классов. Некоторые объекты, например

Fixnum

В функциональном программировании (ФП) упор делается на вычисление выражений, а не на исполнение команд. Функциональным называется язык, поддерживающий ФП, но на этом всякая определенность заканчивается. Почти все согласятся, что Haskell — настоящий функциональный язык, a Ruby таковым, безусловно, не является.

Но в Ruby есть минимальная поддержка ФП, он располагает богатым набором методов для манипулирования массивами (списками) и поддерживает объекты

Proc

sort!

gsub!

nil

Предпринимались попытки создать библиотеку, которая стала бы «уровнем совместимости» с ФП, заимствуя некоторые идеи из языка Haskell. Пока эти попытки ни к чему завершенному не привели.

Интересна идея аспектно-ориентированного программирования (АОП). Это попытка рассечь модульную структуру программы. Иными словами, некоторые задачи и механизмы системы разбросаны по разным участкам кода, а не собраны в одном месте. То есть мы пытаемся придать модульность вещам, которым в традиционном объектно-ориентированном или процедурном программировании с трудом поддаются «модуляризации». Взгляд на программу оказывается перпендикулярен обычному.

Разумеется, Ruby создавался без учета АОП. Но это гибкий и динамический язык, поэтому не исключено, что такой подход может быть реализован в виде библиотеки. Уже сейчас существует библиотека AspectR, представляющая собой первую попытку внести аспектно-ориентированные черты в Ruby; последнюю ее версию можно найти в архиве приложений Ruby.

Идея «проектирования по контракту» (Design by Contract — DBC) хороша знакома поклонникам языка Eiffel, хотя и вне этого круга она тоже известна. Смысл состоит в том, что некоторый кусок кода (метод или класс) реализует контракт; чтобы код правильно работал, должны выполняться определенные предусловия, и тогда гарантируется, что по завершении работы будут выполнены некоторые постусловия. Надежность системы можно существенно повысить, введя возможность формулировать контракт явно и автоматически проверять его во время выполнения. Полезность такого подхода подкрепляется наследованием информации о контракте при расширении классов.

В язык Eiffel методология DBC встроена явно, в Ruby — нет. Однако имеется по крайней мере две работающие библиотеки, реализующие DBC, и мы рекомендуем вам выбрать одну из них и изучить внимательнее.

Паттерны проектирования стали темой оживленных дискуссий на протяжении последних нескольких лет. Конечно, они мало зависят от конкретного языка и могут быть реализованы на самых разных языках. Но необычайная гибкость Ruby, возможно, делает их практически более полезными, чем в других средах. Хорошо известные примеры приведены в других местах; паттерн Visitor (Посетитель) реализуется стандартным итератором

each

delegator.rb

singleton.rb

С каждым днем все больше приверженцев завоевывает методология экстремального программирования (Extreme Programming — XP), поощряющая, среди прочего, раннее тестирование и постоянную переработку (рефакторинг).

XP — технология, не зависящая от языка, хотя к некоторым языкам она, возможно, более приспособлена. Разумеется, на наш взгляд, в Ruby рефакторинг реализуется проще, чем во многих языках, но это субъективное мнение. Однако, наличие библиотеки

Test::Unit

Test::Unit

ZenTest

Test::Unit

Когда вы будете читать этот раздел, многие обсуждаемые в нем технологии усовершенствуются. Как обычно, самую актуальную информацию можно найти на следующих ресурсах:

Конференция comp.lang.ruby

Архив приложений Ruby

rubyforge.org

ruby-doc.org

Есть и другие полезные ресурсы, особенно для тех, кто говорит по-японски. Трудно перечислять онлайновые ресурсы в печатном издании, поскольку они постоянно изменяются. Поисковая машина — ваш лучший друг.

Скайнет осознал себя в 2:14 утра по восточному времени 29 августа 1997 года.

(Терминатор 2, Судный День)

Многие читатели имеют опыт работы со статическими языками, например С. Им я адресую риторический вопрос: «Можете ли вы представите себе написанную на С функцию, которая принимает строку, рассматривает ее как имя переменной и возвращает значение этой переменной?»

Нет? А как насчет того, чтобы удалить или заменить определение функции? А перехватить обращения к несуществующим функциям? Или узнать имя вызывающей функции? Или автоматически получить список определенных пользователем элементов программы (например, перечень всех написанных вами функций)?

В Ruby все это возможно. Такая гибкость во время выполнения, способность опрашивать и изменять программные элементы во время выполнения намного упрощают решение задач. Утилиту трассировки выполнения, отладчик, профилировщик — все это легко написать на Ruby и для Ruby. Хорошо известные программы

irb

xmp

К подобным возможностям нужно привыкнуть, их легко употребить во вред. Все эти идеи появились отнюдь не вчера (они стары по крайней мере так же, как язык LISP) и считаются «проверенными и доказанными» в сообществах пользователей Scheme и Smalltalk. Даже в языке Java, который так многим обязан С и C++, есть некоторые динамические средства, поэтому мы ожидаем, что со временем их популярность будет только расти.

Глобальная функция

eval

parameters = {}

ARGF.each do |line|

 name, expr = line.split(/\s*=\s*/, 2)

 parameters[name] = eval expr

end

Пусть на вход подаются следующие строки:

а = 1

b = 2 + 3

с = 'date'

Тогда в результате мы получим такой хэш:

{"а"=>1, "b"=>5,"с"=>"Mon Apr 30 21:17:47 CDT 2001\n"}

eval

d= 'rm *'

В Ruby есть еще три метода, которые интерпретируют код «на лету»:

class_eval

module_eval

instance_eval

self

class_eval

hook_method

Trace

delegate.rb

Метод

eval

Ruby ассоциирует локальные переменные с блоками, с определениями высокоуровневых конструкций (класса, модуля и метода) и с верхним уровнем программы (кодом, расположенным вне любых определений). С каждой из этих областей видимости ассоциируются привязки переменных и другие внутренние детали. Наверное, самым главным потребителем информации о привязках является программа

irb

Можно инкапсулировать текущую привязку в объект с помощью метода

Kernel#binding

eval

def some_method

 а = "local variable"

 return binding

end

the_binding = some_method

eval "a", the_binding # "local variable"

Интересно, что информация о наличии блока, ассоциированного с методом, сохраняется как часть привязки, поэтому возможны такие трюки:

def some_method

 return binding

end

the_binding = some_method { puts "hello" }

eval "yield", the_binding # hello

Метод

const_get

str = "PI"

Math.const_get(str) # Значение равно Math::PI.

Это способ избежать обращения к методу

eval

instance_variable_set

instance_variable_get

define_method

Метод

const_get

eval

Истинная полезность метода

const_get

eval

Такой вопрос мы видели многократно. Пусть дана строка, содержащая имя класса; как можно создать экземпляр этого класса?

Правильный способ — воспользоваться методом

const_get

Object

classname = "Array"

klass = Object.const_get(classname)

x = klass.new(4, 1) # [1, 1, 1, 1]

А если имена вложены? Как выясняется, следующий код не работает:

class Alpha

 class Beta

  class Gamma

   FOOBAR =237

  end

 end

end

str = "Alpha::Beta::Gamma::FOOBAR"

val = Object.const_get(str) # Ошибка!

Дело в том, что метод

const_get

# Структура класса та же

str = "Alpha::Beta::Gamma::FOOBAR"

val = str.split("::").inject(Object) {|x,y| x.const_get(y) } # 237

Такой код встречается часто (и демонстрирует интересное применение

inject

Отвечая на пожелание употреблять

eval

class MyClass

 attr_reader :alpha, :beta

 def initialize(a,b,g)

  @alpha, @beta, @gamma = a, b, g

 end

end

x = MyClass.new(10,11,12)

x.instance_variable_set("@alpha",234)

p x.alpha # 234

x.instance_variable_set("@gamma",345) # 345

v = x.instance_variable_get("@gamma") # 345

Прежде всего, отметим, что имя переменной должно начинаться со знака

@

attr_accessor

@

Не нарушает ли существование таких методов принцип инкапсуляции? Нет. Конечно, эти методы потенциально опасны. Пользоваться ими следует с осторожностью, а не при всяком удобном случае. Но нельзя говорить, что инкапсуляция нарушена, не видя, как эти инструменты применяются в конкретном случае. Если это делается обдуманно, ради ясно осознанной цели, то все хорошо. Если же цель состоит в том, чтобы нарушить проект или обойти неудачное проектное решение, это печально. Ruby намеренно предоставляет доступ к внутренним деталям объектов тем, кому это действительно нужно; ответственный программист не станет пользоваться свободой во вред.

Помимо ключевого слова

def

define_method

Конечно, в Ruby практически все происходит во время выполнения. Если окружить определение метода обращениями к

puts

class MyClass

 puts "до"

 def meth

  #...

 end

 puts "после"

end

Но внутри тела метода или в другом аналогичном месте нельзя заново открыть класс (если только это не синглетный класс). В таком случае в прежних версиях Ruby приходилось прибегать к помощи

eval

define_method

Первая (ошибочная) попытка воспользоваться этим методом могла бы выглядеть так:

# Не работает, так как метод define_method закрытый.

if today =~ /Saturday | Sunday/

 define_method(:activity) { puts "Отдыхаем!" }

else

 define_method(:activity) { puts "Работаем!" }

end

activity

Поскольку

define_method

# Работает (Object - это контекст верхнего уровня).

if today =~ /Saturday | Sunday/

 Object.class_eval { define_method(:activity) { puts "Отдыхаем!" } }

else

 Object.class_eval { define_method(:activity) { puts "Работаем!" } }

end

activity

Можно было бы поступить так же внутри определения класса (в применении к классу

Object

class MyClass

 define_method(:mymeth) { puts "Это мой метод." }

end

Есть еще один трюк: включить в класс метод, который сам вызывает

define_method

class MyClass

 def self.new_method(name, &block)

  define_method(name, &block)

 end

end

MyClass.new_method(:mymeth) { puts "Это мой метод." }

x = MyClass.new

x.mymeth # Печатается "Это мой метод."

То же самое можно сделать и на уровне экземпляра, а не класса:

class MyClass

 def new_method(name, &block)

  self.class.send(:define_method,name, &block)

 end

end

x = MyClass.new

x.new_method(:mymeth) { puts "Это мой метод." }

x.mymeth # Печатается "Это мой метод."

Здесь метод экземпляра тоже определен динамически. Изменился только способ реализации метода

new_method

send

define_method

send

По поводу метода

define_method

class MyClass

 def self.new_method(name, &block)

  define_method(name, &block)

 end

end

a,b = 3,79

MyClass.new_method(:compute) { a*b }

x = MyClass.new

puts x.compute # 237

a,b = 23,24

puts x.compute # 552

Смысл здесь в том, что новый метод может обращаться к переменным в исходной области видимости блока, хотя сама эта область более не существует и никаким другим способом не доступна. Иногда это бывает полезно, особенно в случае метапрограммирования или при разработке графических интерфейсов, когда нужно определить методы обратного вызова, реагирующие на события.

Отметим, что замыкание оказывается таковым только тогда, когда имя переменной то же самое. Изредка из-за этого могут возникать сложности. Ниже мы воспользовались методом

define_method

class SomeClass

 @@var = 999

 define_method(:peek) { @@var }

end

x = SomeClass.new p

x.peek # 999

А теперь попробуем проделать с переменной экземпляра класса такой трюк:

class SomeClass

 @var = 999

 define_method(:peek) { @var }

end

x = SomeClass.new

p x.peek # Печатается nil

Мы ожидали, что будет напечатано 999, а получили

nil

С другой стороны, такой код работает правильно:

class SomeClass

 @var = 999

 x = @var

 define_method(:peek) { x }

end

x = SomeClass.new p

x.peek # 999

Так что же происходит? Да, замыкание действительно запоминает переменные в текущем контексте. Но ведь контекст нового метода - это контекст экземпляра объекта, а не самого класса.

Поскольку имя

@var

В предыдущих версиях Ruby мы часто определяли методы во время выполнения с помощью

eval

define_method

Метод

const_missing

method_missing

Чтобы перехватывать обращения к отсутствующим константам глобально, определите следующий метод в самом классе

Module

Class

class Module

 def const_missing(x)

  "Из Module"

 end

end

class X

end

p X::BAR     # "Из Module"

p BAR        # "Из Module"

p Array::BAR # "Из Module"

Можно выполнить в нем любые действия: вернуть фиктивное значение константы, вычислить его и т.д. Помните класс

Roman

class Module

 def const_missing(name)

  Roman.decode(name)

 end

end

year1 = MCMLCCIV # 1974

year2 = MMVIII   # 2008

Если такая глобальность вам не нужна, определите этот метод на уровне конкретного класса. Тогда он будет вызываться из этого класса и его потомков.

class Alpha

 def self.const_missing(sym)

  "В Alpha нет #{sym}"

 end

end

class Beta

 def self.const_missing(sym)

  "В Beta нет #{sym}."

 end

end

class A < Alpha

end

class В < Beta

end

p Alpha::FOO # "В Alpha нет FOO"

p Beta::FOO  # "В Beta нет FOO"

p A::FOO     # "В Alpha нет FOO"

p В::FOO     # "В Beta нет FOO"

Вследствие динамичности Ruby практически все, что можно определить, можно и уничтожить. Это может пригодиться, например, для того, чтобы «развязать» два куска кода в одной и той же области действия, избавляясь от переменных после того, как они были использованы. Другой повод — запретить вызовы некоторых потенциально опасных методов. Но по какой бы причине вы ни удаляли определение, делать это нужно крайне осторожно, чтобы не создать себе проблемы во время отладки.

Радикальный способ уничтожить определение — воспользоваться ключевым словом

undef

def

def asbestos

 puts "Теперь не огнеопасно"

end

tax =0.08

PI = 3

asbestos

puts "PI=#{PI}, tax=#{tax}"

undef asbestos

undef tax

undef PI

# Любое обращение к этим трем именам теперь приведет к ошибке.

Внутри определения класса можно уничтожать определения методов и констант в том же контексте, в котором они были определены. Нельзя применять

undef

Существуют (определены в классе

Module

remove_method

undef_method

undef_method

class Parent

 def alpha

  puts "alpha: родитель"

 end

 def beta

  puts "beta: родитель"

 end

end

class Child < Parent

 def alpha

  puts "alpha: потомок"

 end

 def beta

  puts "beta: потомок"

 end

 remove_method :alpha # Удалить "этот" alpha.

 undef_method :beta   # Удалить все beta.

end

x = Child.new

x.alpha               # alpha: родитель

x.beta                # Ошибка!

Метод

remove_const

module Math

remove_const :PI

 end

# PI больше нет!

Отметим, что таким способом можно удалить и определение класса (потому что идентификатор класса — это просто константа):

class BriefCandle

 #...

end

out_out = BriefCandle.new

class Object

 remove_const :BriefCandle

end

# Создать еще один экземпляр класса BriefCandle не получится!

# (Хотя out_out все еще существует...)

Такие методы, как

remove_const

remove_method

API отражения в Ruby позволяет опрашивать классы и объекты во время выполнения. Рассмотрим методы, имеющиеся для этой цели в

Module

Class

Object

В модуле

Module

nesting

Метод экземпляра

Module#ancestors

list = Array.ancestors

# [Array, Enumerable, Object, Kernel]

Метод

constants

list = Math.constants # ["E", "PI"]

Метод

class_variables

included_modules

class Parent

 @@var1 = nil

end

class Child < Parent

 @@var2 = nil

end

list1 = Parent.class_variables # ["@@var1"]

list2 = Array.included_modules # [Enumerable, Kernel]

Методы

instance_methods

public_instance_methods

Class

private_instance_methods

protected_instance_methods

true

false

n1 = Array.instance_methods.size               # 121

n2 = Array.public_instance_methods.size        # 121

n3 = Array.private_instance_methods.size       # 71

n4 = Array.protected_instance_methods.size     # 0

n5 = Array.public_instance_methods(false).size # 71

В классе

Object

methods

public_methods

true

private_methods

protected_methods

singleton_methods

class SomeClass

 def initialize

  @a = 1

  @b = 2

 end

 def mymeth

  # ...

 end

 protected :mymeth

end

x = SomeClass.new

def

 x.newmeth

 # ...

end

iv = x.instance_variables       # ["@b", "@a"]

p x.methods.size                # 42

p x.public_methods.size         # 41

p x.public_methods(false).size  # 1

p x.private_methods.size        # 71

p x.private_methods(false).size # 1

p x.protected_methods.size      # 1

p x.singleton_methods.size      # 1

Если вы работаете с Ruby уже несколько лет, то заметите, что эти методы немного изменились. Теперь параметры по умолчанию равны

true

false

And you may ask yourself:
Well, how did I get here?[13]

(Talking Heads, «Once in a Lifetime»)

Иногда необходимо знать, кто вызвал метод. Эта информация полезна, если, например, произошло неисправимое исключение. Метод

caller

Kernel

def func1

 puts caller[0]

end

def func2

 func1

end

func2 # Печатается: somefile.rb:6:in 'func2'

Строка имеет формат «файл;строка» или «файл;строка в методе».

Программа на Ruby может следить за собственным выполнением. У этой возможности есть много применений; интересующийся читатель может заглянуть в исходные тексты программ

debug.rb

profile.rb

tracer.rb

Интересно, что этот фокус реализован целиком на Ruby. Мы пользуемся методом

set_trace_func

set_trace_func

def meth(n)

 sum = 0

 for i in 1..n

  sum += i

 end

 sum

end

set_trace_func(proc do |event, file, line,

 id, binding, klass, *rest|

 printf "%8s %s:%d %s/%s\n", event, file, line,

  klass, id

 end)

meth(2)

Отметим, что здесь соблюдается стандартное соглашение о заключении многострочного блока в операторные скобки

do-end

Вот что будет напечатано в результате выполнения этого кода:

line prog.rb:13 false/

    call prog.rb:1 Object/meth

    line prog.rb:2 Object/meth

    line prog.rb:3 Object/meth

  c-call prog.rb:3 Range/each

    line prog.rb:4 Object/meth

  c-call prog.rb:4 Fixnum/+

c-return prog.rb:4 Fixnum/+

    line prog.rb:4 Object/meth

  c-call prog.rb:4 Fixnum/+

c-return prog.rb:4 Fixnum/+

c-return prog.rb:4 Range/each

    line prog.rb:6 Object/meth

  return prog.rb:6 Object/meth

С этим методом тесно связан метод

Kernel#trace_var

Предположим, что вам нужно извне протрассировать выполнение программы в целях отладки. Проще всего воспользоваться для этого библиотекой

tracer

prog.rb

def meth(n)

 (1..n).each {|i| puts i}

end

meth(3)

Можно запустить

tracer

% ruby -r tracer prog.rb

#0:prog.rb:1::-:       def meth(n)

#0:prog.rb:1:Module:>: def meth(n)

#0:prog.rb:1:Module:<: def meth(n)

#0:prog.rb:8::-:       meth(2)

#0:prog.rb:1:Object:>: def meth(n)

#0:prog.rb:2:Object:-: sum = 0

#0:prog.rb:3:Object:-: for i in 1..n

#0:prog.rb:3:Range:>:  for i in 1..n

#0:prog.rb:4:Object:-: sum += i

#0:prog.rb:4:Fixnum:>: sum += i

#0:prog.rb:4:Fixnum:<: sum += i

#0:prog.rb:4:Object:-: sum += i

#0:prog.rb:4:Fixnum:>: sum += i

#0:prog.rb:4:Fixnum:<: sum += i

#0:prog.rb:4:Range:<:  sum += i

#0:prog.rb:6:Object:-: sum

#0:prog.rb:6:Object:<: sum

Программа

tracer

'-'

'>'

'<'

'С'

'Е'

RUBYOPT

Система исполнения Ruby должна отслеживать все известные объекты (хотя бы для того, чтобы убрать мусор, когда на объект больше нет ссылок). Информацию о них можно получить с помощью метода

ObjectSpace.each_object

ObjectSpace.each_object do |obj|

 printf "%20s: %s\n", obj.class, obj.inspect

end

Если задать класс или модуль в качестве параметра

each_object

Модуль Object Space полезен также для определения чистильщиков объектов (см. раздел 11.3.14).

Иногда бывают полезны классы, отвечающие на вызовы произвольных методов. Например, для того чтобы обернуть обращения к внешним программам в класс, который представляет каждое такое обращение как вызов метода. Заранее имена всех программ вы не знаете, поэтому написать определения всех методов при создании класса не получится. На помощь приходит метод

Object#method_missing

method_missing

class CommandWrapper

 def method_missing(method, *args)

  system (method.to_s, *args)

 end

end

cw = CommandWrapper.new

cw.date # Sat Apr 28 22:50:11 CDT 2001

cw.du '-s', '/tmp' # 166749 /tmp

Первый параметр метода

method_missing

Если написанная вами реализация

method_missing

super

method_missing

method_missing

Object

А зачем, собственно? Кому интересны изменения, которым подвергался класс?

Одна возможная причина — желание следить за состоянием выполняемой программы на Ruby. Быть может, мы реализуем графический отладчик, который должен обновлять список методов, добавляемых «на лету».

Другая причина: мы хотим вносить соответствующие изменения в другие классы. Например, мы разрабатываем модуль, который можно включить в определение любого класса. С момента включения будут трассироваться любые обращения к методам этого класса. Что-то в этом роде:

class MyClass

 include Tracing

 def one

 end

 def two(x, y)

 end

end

m = MyClass.new

m.one           # Вызван метод one. Параметры =

m.two(1, 'cat') # Вызван метод two. Параметры = 1, cat

Он должен работать также для всех подклассов трассируемого класса:

class Fred < MyClass

 def meth(*a)

 end

end

Fred.new.meth{2,3,4,5) # вызван метод meth. Параметры =2, 3, 4, 5

Возможная реализация такого модуля показана в листинге 11.18.

module Tracing

 def Tracing.included(into)

  into.instance_methods(false).each { |m|

   Tracing.hook_method(into, m) }

  def into.method_added(meth)

   unless @adding

    @adding = true

    Tracing.hook_method(self, meth)

    @adding = false

   end

  end

 end

 def Tracing.hook_method(klass, meth)

  klass.class_eval do

   alias_method "old_#{meth}", "#{meth}"

   define_method(meth) do |*args|

    puts "Вызван метод #{meth}. Параметры = #{args.join(', ')}"

    self.send("old_#{meth}",*args)

   end

  end

 end

end

class MyClass

 include Tracing

 def first_meth

 end

 def second_meth(x, y)

 end

end

m = MyClass.new

m.first_meth            # Вызван метод first_meth. Параметры =

m.second_meth(1, 'cat') # Вызван метод second_meth. Параметры = 1, cat

В этом коде два основных метода. Первый,

included

hook_method

method_added

hook_method

hook_method

old_name

Обратите внимание на использование конструкции

alias_method

alias

# Еще два способа записать эту строку...

# Символы с интерполяцией:

alias_method :"old_#{meth}", :"#{meth}"

# Преобразование строк с помощью to_sym:

alias_method "old_#{meth}".to_sym, meth.to_sym

Чтобы обнаружить добавление нового метода класса в класс или модуль, можно определить метод класса

singleton_method_added

Kernel

class MyClass

 def MyClass.singleton_method_added(sym)

  puts "Добавлен метод #{sym.to_s} в класс MyClass."

 end

 def MyClass.meth1 puts "Я meth1."

 end

end

def MyClass.meth2

 puts "А я meth2."

end

В результате выводится следующая информация:

Добавлен метод singleton_method_added в класс MyClass.

Добавлен метод meth1 в класс MyClass.

Добавлен метод meth2 в класс MyClass.

Отметим, что фактически добавлено три метода. Возможно, это противоречит вашим ожиданиям, но метод

singleton_method_added

Метод

inherited

Class

class MyClass

 def MyClass.inherited(subclass)

  puts "#{subclass} наследует MyClass."

 end

 # ...

end

class OtherClass < MyClass

 # ...

end

# Выводится: OtherClass наследует MyClass.

Можно также следить за добавлением методов экземпляра модуля к объекту (с помощью метода

extend

extend_object

module MyMod

 def MyMod.extend_object(obj)

  puts "Расширяется объект id #{obj.object_id}, класс #{obj.class}"

  super

 end

 # ...

end

x = [1, 2, 3]

x.extend(MyMod)

# Выводится:

# Расширяется объект id 36491192, класс Array

Обращение к

super

extend_object

append_features

У классов в Ruby есть конструкторы (методы

new

initialize

Однако тем, кто переходит на Ruby с таких языков, как C++, этот механизм представляется необходимым — часто задается вопрос, как написать код очистки уничтожаемых объектов. Простой ответ звучит так: невозможно сделать это надежно. Но можно написать код, который будет вызываться, когда сборщик мусора уничтожает объект.

а = "hello"

puts "Для строки 'hello' ИД объекта равен #{a.id}."

ObjectSpace.define_finalizer(а) { |id| puts "Уничтожается #{id}." }

puts "Нечего убирать."

GC.start

a = nil

puts "Исходная строка - кандидат на роль мусора."

GC.start

Этот код выводит следующее:

Для строки 'hello' ИД объекта равен 537684890.

Нечего убирать.

Исходная строка - кандидат на роль мусора.

Уничтожается 537684890.

Подчеркнем, что к моменту вызова чистильщика объект уже фактически уничтожен. Попытка преобразовать идентификатор в ссылку на объект с помощью метода

ObjectSpace._id2ref

RangeError

Имейте в виду, что в Ruby применяется консервативный вариант сборки мусора по алгоритму пометки и удаления. Нет гарантии, что любой объект будет убран до завершения программы.

Однако все это может оказаться и ненужным. В Ruby существует стиль программирования, в котором для инкапсуляции работы с ресурсами служат блоки. В конце блока ресурс освобождается, и жизнь продолжается без помощи чистильщиков. Рассмотрим, например, блочную форму метода

File.open

File.open("myfile.txt") do |file|

 line1 = file.read

 # ...

end

Здесь в блок передается объект

File

open

File.open

def File.open(name, mode = "r")

 f = os_file_open(name, mode)

 if block_given?

  begin

   yield f

  ensure

   f.close

  end

  return nil

 else

  return f

 end

end

Мы проверяем наличие блока. Если блок был передан, то мы вызываем его, передавая открытый файл. Делается это в контексте блока

begin-end

В этой главе были приведены примеры использования более сложных и даже экзотических механизмов ООП, а также решения некоторых рутинных задач. Мы видели, как реализуются некоторые паттерны проектирования. Познакомились мы и с API отражения в Ruby, продемонстрировали ряд интересных следствий динамической природы Ruby и некоторые трюки, возможные в динамическом языке.

Пришло время вернуться в реальный мир. Ведь ООП — не самоцель, а всего лишь средство достижения цели. Последняя же заключается в написании эффективных, безошибочных и удобных для сопровождения приложений.

В современном окружении таким приложениям часто необходим графический интерфейс. В главе 12 мы рассмотрим создание графических интерфейсов на языке Ruby.

Примечания:

1

Огромное спасибо (яп.)

12

Ни сердцу, ни сознанью беглый взгляд
Не хочет дать о виденном отчет.

((Пер. С. Маршака))

13

И задаешь себе вопрос:
Как же я оказался здесь?