Ruby中的反射（Reflection）应用实例

在Java语言中，提供了发射机制，通过发射机制可以通过字符串构造出这个对象，可以获取对象的所有方法（包括私有方法），可以调用私有方法，可以更改成员变量的值（包括私有的成员变量）。
Ruby也是面向对象的高级语言，当然也提供了反射机制，今天我们讨论通过类名称构造类对象的功能。

一、通过类名称构造类对象

我们先看普通的构造：

复制代码 代码如下:
module ModuleA

    #the class name, later we will use it to create the corresponding object

    CLASS_NAME_OF_WOOD = "ModuleA::Wood"

    CLASS_NAME_OF_WOODDESK = "ModuleA::WoodDesk"

    CLASS_NAME_OF_WOODCHAIR = "ModuleA::WoodChair"

    class Wood

        def initialize

            @desc = "I am a primal wood"

        end

        def say

            puts @desc

        end

    end

    class WoodDesk < Wood

        def initialize

            @desc = "I am a desk made of wood"

        end

        def say_private

            puts "actually, i have some bug but no public"

        end

        public :say

        private :say_private

    end

    class WoodChair < Wood

        def initialize

            @desc = "I am a chair made of wood"

        end

        def say_private

            puts "I Want get married with a WoodDesk..."

        end

        def smile

            puts "ha hah hah haha ...."

        end

        public :say

        private :say_private, :smile

    end

end

定义了一个基础类Wood，有两个子类：WoodDesk, WoodChair，子类有分别有一个私有方法 say_private。
我们new出对象来执行：

复制代码 代码如下:
#the normal initailze

wood = ModuleA::Wood.new

wood.say

desk = ModuleA::WoodDesk.new

desk.say

chair = ModuleA::WoodChair.new

chair.say

#try call the private method

puts "desk respond to say_private? #{desk.respond_to? :say_private}"

desk.say_private if desk.respond_to? :say_private

上面代码，执行public方法say，然后尝试执行private方法 say_private，执行先check是否能够执行，返回结果是不能执行，desk.respond_to? :say_private返回false：

复制代码 代码如下:
I am a primal wood

I am a desk made of wood

I am a chair made of wood

desk respond to say_private? false

好，现在我们通过反射机制来构造对象，并尝试执行其私有方法。

我们注意到模块的定义中有三个常量，定义的是类名称，
复制代码 代码如下:

    #the class name, later we will use it to create the corresponding object

    CLASS_NAME_OF_WOOD = "ModuleA::Wood"

    CLASS_NAME_OF_WOODDESK = "ModuleA::WoodDesk"

    CLASS_NAME_OF_WOODCHAIR = "ModuleA::WoodChair"

下面会通过这三个变量来理解Module.constants方法。

下面代码片段，基于上面的类定义：

复制代码 代码如下:
#get all module constants

obj_list = Array.new

tmp_const_sym_list = ModuleA.constants

tmp_const_sym_list.each do | sym |

    obj_list << ModuleA.const_get(sym)

    puts "calss = #{sym.class}, value = #{sym}"

end

我们注意到 ModuleA.constants，这个方法是Module模块中的，其作用是返回模块中所有常量的Symbol对象。我们看结果输出：

复制代码 代码如下:
calss = Symbol, value = CLASS_NAME_OF_WOOD

calss = Symbol, value = CLASS_NAME_OF_WOODDESK

calss = Symbol, value = CLASS_NAME_OF_WOODCHAIR

calss = Symbol, value = Wood

calss = Symbol, value = WoodDesk

calss = Symbol, value = WoodChair

从结果中看到，定义的三个常量和类名称都被返回了。所以注意：Ruby中的常量是包含定义的常量（变量）和类名称，注意他们都是Symbol对象。。

不过我们是需要根据类名称构造类对象，那么那三个常量就是没用的，需要删除。我们通过正则表达式匹配名字，来过滤。上面的代码修改一下：

复制代码 代码如下:
#get all module constants

sym_list = Array.new

tmp_const_sym_list = ModuleA.constants

tmp_const_sym_list.each do | sym |

    puts "calss = #{sym.class}, value = #{sym}"

    sym_list << ModuleA.const_get(sym) if /^Wood\w*/ =~ sym.to_s

end

sym_list << ModuleA.const_get(sym) if /^Wood\w*/ =~ sym.to_s，仅保存以Wood开头的symbol，这样我们就过滤掉了那三个常量。

找都类名称之后，开始构造对象：

复制代码 代码如下:
#create object from symbol

obj_list = Array.new

sym_list.each do | sym |

    obj = sym.new

    obj_list << obj

    puts "create the object: #{obj}"

end

begin

obj_list.each do | wood |

    wood.say

end

调用Symbol的new方法构造出次对象（sym.new），然后我们调用对象的say方法：

复制代码 代码如下:
create the object: #

create the object: #

create the object: #

I am a primal wood

I am a desk made of wood

I am a chair made of wood

达到了我们预期的结果。

二、操作成员变量和私有方法

使用过Java反射的同学们都知道，有了对象之后，操作成员变量和私有方法也就不在话下了。
Ruby中也是一样。

先看操作成员变量的例子。我们尝试更改一个成员变量的值。（接着上一片文章的代码）

复制代码 代码如下:
#manpulate instance variables

first_wood = obj_list.first

first_wood.instance_variables.each do | var |

    #get the instance variable

    puts "class of var = #{var.class}, value of var = #{var}"

    var_value = first_wood.instance_variable_get(var)

    puts "class of var_value = #{var_value.class}, value of var_value = #{var_value}"

    #set the new value of instance varialbe

    first_wood.instance_variable_set(var, var_value + "...and i was changed.")

    first_wood.say

end

1、first_wood.instance_variables.each，我们得到一个Wood对象，然后调用其instance_variables方法得到所有成员变量的名称（Symbol对象）。
2、然后，调用对象的first_wood.instance_variable_get方法，传递成员变量名称，得到成员变量对象。
3、最后，我们通过first_wood.instance_variable_set，改变这个成员变量的值。
代码运行结果：

复制代码 代码如下:
class of var = Symbol, value of var = @desc

class of var_value = String, value of var_value = I am a primal wood

I am a primal wood...and i was changed.

再看调用私有方法：

复制代码 代码如下:
#call private method

last_wood = obj_list.last

last_wood.method(:say_private).call

很简单，如果你知道方法名称，调用last_wood.method传入方法名，就可以得到一个Method对象，然后调用Method对象的call方法，结果是私有方法输出的内容：

复制代码 代码如下:
I Want get married with a WoodDesk...

普通场景下用不到修改成员变量和调用私有方法，因为这是违反了面向对象的封装原则的，那么反射在什么场景下有用呢？从我个人经验来说我觉得两个地方有用：
1）单元测试。
2）面向方面编程。
这两种场景都需要调用私有方法或替换成员变量的值。

你觉得呢？