用实际代码演示Ruby的容易被误解的6个特性

irb(main):092:0> class Cat
irb(main):093:1> end
=> nil
 
irb(main):087:0> c = Cat.new
=> #<Cat:0x2bacb68>
irb(main):088:0> c.class
=> Cat
irb(main):089:0> c.class.superclass
=> Object
irb(main):090:0> c.class.superclass.superclass
=> nil
irb(main):091:0> c.class.superclass.superclass.superclass
NoMethodError: undefined method `superclass' for nil:NilClass
  from (irb):91
  from :0

irb(main):100:0> 1.class
=> Fixnum
irb(main):101:0> 1.class.superclass
=> Integer
irb(main):102:0> 1.class.superclass.superclass
=> Numeric
irb(main):103:0> 1.class.superclass.superclass.superclass
=> Object

irb(main):100:0> String.class
=> Class
irb(main):101:0> String.class.superclass
=> Module
irb(main):102:0> String.class.superclass.superclass
=> Object

irb(main):020:0> module MyModule
irb(main):021:1> def hello
irb(main):022:2> puts "Hello World"
irb(main):023:2> end
irb(main):024:1> end
irb(main):025:0> test = MyModule.new
NoMethodError: undefined method `new' for MyModule:Module
  from (irb):25
irb(main):026:0> class MyClass
irb(main):027:1> include MyModule
irb(main):028:1> end
=> MyClass
irb(main):029:0> test = MyClass.new
=> #<MyClass:0x2c18bc8>
irb(main):030:0> test.hello
Hello World
=> nil

irb(main):113:0> y = Human.new
=> #<Human:0x319b6f0>
irb(main):114:0> def y.paint
irb(main):115:1> puts "Can paint"
irb(main):116:1> end
=> nil
irb(main):117:0> y.paint
Can paint
=> nil
irb(main):118:0> z = Human.new
=> #<Human:0x3153fc0>
irb(main):119:0> z.paint
NoMethodError: undefined method `paint' for #<Human:0x3153fc0>
  from (irb):119

irb(main):120:0> y.singleton_methods
=> ["paint"]

irb(main):113:0> y = Human.new
=> #<Human:0x319b6f0>
irb(main):114:0> class << y
irb(main):115:1> def sing
irb(main):116:1> puts "Can sing"
irb(main):117:1> end
irb(main):118:1>end
=> nil
irb(main):117:0> y.sing
Can sing
=> nil

irb(main):035:0> y = String.new("racecar")
=> "racecar"
irb(main):036:0> y.methods.grep(/palindrome/)
=> [ ]
irb(main):037:0> class String
irb(main):038:1> def palindrome"htmlcode">

class SelfTest
 def self.test
  puts "Hello World with self!"
 end
end
 
class SelfTest2
 def test
  puts "This is not a class static method"
 end
end
 
SelfTest.test
SelfTest2.test




从 清单 8 的输出中可以看到（如 清单 9 所示），没有对象您无法调用非静态方法。该行为类似于 C++。
清单 9. 在没有对象的情况下调用非静态方法时会出错

 




irb(main):087:0> SelfTest.test
Hello World with self!
=> nil
irb(main):088:0> SelfTest2.test
NoMethodError: undefined method 'test' for SelfTest2:Class
  from (irb):88



在探讨 self 更深奥的用途和含义之前，注意您也可以通过在方法名称前面加上类名来在 Ruby 中定义一个静态方法：


class TestMe
 def TestMe.test
  puts "Yet another static member function"
 end
end
 
TestMe.test # works fine






清单 10 提供了 self 的一个更有趣但不太容易找到的用法。
清单 10. 使用元类来声明静态方法

 




class MyTest
 class << self
  def test
  puts "This is a class static method"
  end
 end
end
 
MyTest.test # works fine



该段代码以一种稍微不同的方式将 test 定义为一个类静态方法。要了解究竟发生了什么，您需要看一下 class << self 语法的一些细节。class << self … end 创建一个元类。在方法查找链中，在访问对象的基类之前先搜索该对象的元类。如果您在元类中定义一个方法，可以在类上调用该方法。这类似于 C++ 中静态方法的概念。
可以访问一个元类吗？是的：只需从 class << self … end 内返回 self。注意，在一个 Ruby 类声明中，您没有义务仅给出方法定义。清单 11 显示了元类。
清单 11. 理解元类


irb(main):198:0> class MyTest
irb(main):199:1> end
=> nil
irb(main):200:0> y = MyTest.new
=> #< MyTest:0x2d43fe0>
irb(main):201:0> z = class MyTest
irb(main):202:1> class << self
irb(main):203:2> self
irb(main):204:2> end
irb(main):205:1> end
=> #<Class: MyTest >
irb(main):206:0> z.class
=> Class
irb(main):207:0> y.class
=> MyTest




回到 清单 7 的代码，您会看到 palindrome 被定义为 self == self.reverse。在该上下文中，self 与 C++ 没有什么区别。C++和 Ruby 中的方法都需要一个操作对象，以修改或提取状态信息。self 是指这里的这个对象。注意，可以通过附加 self 前缀来选择性地调用公共方法，指明方法付诸作用的对象，如 清单 12 所示。
清单 12. 使用 self 调用方法

 




irb(main):094:0> class SelfTest3
irb(main):095:1> def foo
irb(main):096:2> self.bar()
irb(main):097:2> end
irb(main):098:1> def bar
irb(main):099:2> puts "Testing Self"
irb(main):100:2> end
irb(main):101:1> end
=> nil
irb(main):102:0> test = SelfTest3.new
=> #<SelfTest3:0x2d15750>
irb(main):103:0> test.foo
Testing Self
=> nil



在 Ruby 中您无法通过附加 self 关键词前缀来调用私有方法。对于一名 C++ 开发人员，这可能会有点混淆。清单 13 中的代码明确表示，self 不能用于私有方法：对私有方法的调用只能针对隐式对象。
清单 13. self 不能用于私有方法调用

 




irb(main):110:0> class SelfTest4
irb(main):111:1> def method1
irb(main):112:2> self.method2
irb(main):113:2> end
irb(main):114:1> def method3
irb(main):115:2> method2
irb(main):116:2> end
irb(main):117:1> private
irb(main):118:1> def method2
irb(main):119:2> puts "Inside private method"
irb(main):120:2> end
irb(main):121:1> end
=> nil
irb(main):122:0> y = SelfTest4.new
=> #<SelfTest4:0x2c13d80>
irb(main):123:0> y.method1
NoMethodError: private method `method2' called for #<SelfTest4:0x2c13d80>
  from (irb):112:in `method1'
irb(main):124:0> y.method3
Inside private method
=> nil



由于 Ruby 中的一切都是对象，当在 irb 提示符上调用 self 时您会得到以下结果：



irb(main):104:0> self
=> main
irb(main):105:0> self.class
=> Object







一启动 irb，Ruby 解释器就为您创建主对象。这一主对象在 Ruby 相关的文章中也被称为顶层上下文。
关于 self 就介绍这么多了。下面我们接着来看动态方法和 method_missing 方法。
method_missing 揭秘
看一下 清单 14 中的 Ruby 代码。
清单 14. 运行中的 method_missing

 




irb(main):135:0> class Test
irb(main):136:1> def method_missing(method, *args)
irb(main):137:2> puts "Method: #{method} Args: (#{args.join(', ')})"
irb(main):138:2> end
irb(main):139:1> end
=> nil
irb(main):140:0> t = Test.new
=> #<Test:0x2c7b850>
irb(main):141:0> t.f(23)
Method: f Args: (23)
=> nil




显然，如果 voodoo 是您喜欢的，那么清单 14 会给您这个恩典。这里发生什么了呢？我们创建了一个 Test 类型的对象，然后调用了t.f，以 23 作为参数。但是 Test 没有以 f 作为方法，您应当会得到一个 NoMethodError 或类似的错误消息。Ruby 在这里做了一件很棒的事情：您的方法调用被阻截并由 method_missing 处理。method_missing 的第一个参数是缺失的方法名，在本例中是f。第二个（也是最后一个）参数是 *args，该参数捕获传递给 f 的参数。您可以在何处使用像这样的参数呢？在众多选项之中，您可以轻松地将方法调用转发到一个包含的 Module 或一个组件对象，而不为顶级类中的每个调用显式提供一个包装应用程序编程接口。
在 清单 15 中查看更多 voodoo。
清单 15. 使用 send 方法将参数传递给一个例程

 




irb(main):142:0> class Test
irb(main):143:1> def method1(s, y)
irb(main):144:2> puts "S: #{s} Y: #{y}"
irb(main):145:2> end
irb(main):146:1> end
=> nil
irb(main):147:0>t = Test.new
irb(main):148:0> t.send(:method1, 23, 12)
S: 23 Y: 12
=> nil




在 清单 15 中，class Test 有一个名为 method1 的方法被定义。但是，这里没有直接调用方法，而是发出对 send 方法的调用。send 是 Object 类的一个公共方法，因此可用于 Test（记住，所有类都派生自 Object）。send 方法的第一个参数是表示方法名称的一个符号和字符串。send 方法可以做到哪些您通常无法做到的事情？您可以使用 send 方法访问一个类的私有方法。当然，对于这是否是一个好特性仍然颇具争议。看一下 清单 16 中的代码。
清单 16. 访问类私有方法

 




irb(main):258:0> class SendTest
irb(main):259:1> private
irb(main):260:1> def hello
irb(main):261:2> puts "Saying Hello privately"
irb(main):262:2> end
irb(main):263:1> end
=> nil
irb(main):264:0> y = SendTest.new
=> #< SendTest:0x2cc52c0>
irb(main):265:0> y.hello
NoMethodError: private method `hello' called for #< SendTest:0x2cc52c0>
  from (irb):265
irb(main):266:0> y.send(:hello)
Saying Hello privately
=> nil




Throw 和 catch 并非表面那样
如果您像我一样具有 C++ 工作背景，且试图编写异常安全代码，那么在看到 Ruby 有 throw 和 catch 关键词时会开始感到异常亲切。遗憾的是，throw 和 catch 在 Ruby 中的含义完全不同。
Ruby 通常使用 begin…rescue 块处理异常。清单 17 提供了一个示例。
清单 17. Ruby 中的异常处理

 




begin
 f = File.open("ruby.txt")
 # .. continue file processing
rescue ex => Exception
 # .. handle errors, if any
ensure
 f.close unless f.nil"htmlcode">在 清单 17 中，如果在试图打开文件时出错（可能是缺少文件或文件权限方面的问题），rescue 块中的代码会运行。ensure 块中的代码始终运行，不管是否有任何异常引发。注意，rescue 块后面是否紧跟 ensure 块是可选的。另外，如果必须显式地抛出一个异常，那么语法是 raise <MyException>。如果您选择拥有您自己的异常类，可能会希望从 Ruby 内置的 Exception 类派生出相同的类，以利用现有方法。
Ruby 中的 catch 和 throw 代码块实际上不是异常处理：您可以使用 throw 修改程序流程。清单 18 显示了一个使用 throw 和 catch的示例。
清单 18. Ruby 中的 Throw 和 catch

 




irb(main):185:0> catch :label do
irb(main):186:1* puts "This will print"
irb(main):187:1> throw :label
irb(main):188:1> puts "This will not print"
irb(main):189:1> end
This will print
=> nil




在 清单 18 中，当代码运行到 throw 语句时，执行会被中断，解释器开始寻找处理相应符号的一个 catch 块。在 catch 块结束的地方继续执行。查看 清单 19 中的 throw 和 catch 示例：注意，您可以轻松将 catch 和 throw 语句用于各个函数。
有些人甚至说，Ruby 中对 catch 和 throw 的支持将 C goto 行为带到一个全新的高度。鉴于函数可以有多个嵌套层，而 catch 块可能在每一级，goto 行为类比似乎有据可循。
 清单 19. Ruby 中的异常处理：嵌套的 catch 块

 




irb(main):190:0> catch :label do
irb(main):191:1* catch :label1 do
irb(main):192:2* puts "This will print"
irb(main):193:2> throw :label
irb(main):194:2> puts "This won't print"
irb(main):195:2> end
irb(main):196:1> puts "Neither will this print"
irb(main):197:1> end
This will print
=> nil




Ruby 中的线程可以是绿色的
Ruby 版本 1.8.7 不支持真正的并发性。确实不支持。但是您会说，在 Ruby 中有 Thread 构造函数。您说的没错。不过这个Thread.new 不会在您每次调用同一方法时生成一个真实的操作系统线程。Ruby 支持的是绿色线程：Ruby 解释器使用单一操作系统线程来处理来自多个应用程序级线程的工作负载。
当某个线程等待一些输入/输出发生时，这一 “绿色线程” 概念很有用，而且您可以轻松调度一个不同的 Ruby 线程来充分利用 CPU。但是这一构造函数无法使用现代的多核 CPU（维基百科提供了一段内容，很好地解释了什么是绿色线程。参见 参考资料 获取链接）。
最后这一个示例（参见 清单 20）证明了这一点。
清单 20. Ruby 中的多个线程



#!/usr/bin/env ruby
 
def func(id, count)
 i = 0;
 while (i < count)
 puts "Thread #{i} Time: #{Time.now}"
 sleep(1)
 i = i + 1
 end
end
 
puts "Started at #{Time.now}"
thread1 = Thread.new{func(1, 100)}
thread2 = Thread.new{func(2, 100)}
thread3 = Thread.new{func(3, 100)}
thread4 = Thread.new{func(4, 100)}
 
thread1.join
thread2.join
thread3.join
thread4.join
puts "Ending at #{Time.now}"





假设您的 Linux? 或 UNIX? 机器上拥有 top 实用程序，在终端运行代码，获取进程 ID，然后再运行 top –p <process id>。top启动后，按住 Shift-H 来列出运行中线程的数量。您应当只能看到一个线程，确认了这一点：Ruby 1.8.7 中的并发性不过是个神话。
总的看来，绿色线程没有什么坏处。它们在重负荷输入/输出密集型程序中仍然有用，更不用说该方法可能是操作系统间最可移植的一个了。
 
结束语
本文涵盖了以下多个方面：
● Ruby 中类层次结构的概念
● 单例方法
● 解释 self 关键词和 method_missing 方法
● 异常
● 线程
尽管 Ruby 不乏特立独行之处，但是使用它进行编程还是挺有趣的，而且其以最少的代码完成大量工作的能力还是很强大的。难怪 Twitter 这样的大型应用程序会使用 Ruby 来驾驭其真正的潜力。祝您有个快乐的 Ruby 编程体验！