• Ruby学习之深入类


    在讨论对象模型时,对类做了初步了解,关于类本身,还有许多知识需要学习。

    类定义

    Ruby中,可以用class关键字或者Class.new方法来定义一个类,在Ruby中,类定义的同时就是在运行代码,类和方法、块一样,会返回最后一条语句的值,由于类也是一个对象(Class的实例),所以在类定义操作时,类本身就会充当self:

    result = class MyClass
        puts self
        "return value"
    end
    puts result

    以上语句输出:

    MyClass
    return value

    当前类

    对象调用方法需要一个当前对象(self)作为接收者 ,如何来获取当前对象呢?Ruby中,每当通过class打开一个类时,这个类就会成为当前类。事实上,如果self是一个对象,那么当前类就是这个对象的类。所以在顶级上下文中,self = main,main.class = Object,所以当前类就是Object。

    上一篇随笔中,我们知道可以用上下文探针Object#instance_eval()方法,该方法可以使调用的对象成为self,并且传递块来访问修改该对象。在类中,也有类似的方法:Module#class_eval(),class_eval()方法会使调用类成为当前类,并且修改添加类中的方法、属性。这个方法可以在类名字未知时,修改类的方法和属性。class关键字只能使用常量作为类名,而Module#class_eval则可以使用变量作为类名。

    类实例变量和类变量

    class MyClass
        @var = 1
        def self.read
            puts @var
        end
        def read
            puts @var
        end
        def write
            @var = 2
        end
    end
    obj = MyClass.new
    obj.write
    obj.read
    MyClass.read

    在上面的代码中,执行obj.write时,此时self是obj对象,@var作为obj的一个实例变量,存在于obj中,执行MyClass.read时,@var作为MyClass的类实例变量(强调,类也是对象,MyClass.class = Class,所以类实例变量实际上是Class类对象的实例变量),存在于MyClass中,不能被子类和实例所访问。

    如果要在类中定义一个变量并且可以被子类继承,则需要用到类变量,类变量是由@@开头的变量:

    class MyClass
        @@var = 1
    end

    如上定义一个类变量@@var,就可以被class MySubClass < MyClass类继承该类变量。
    类变量有一个问题,他并不属于类本身,而是属于类体系结构:

    @@var = 1
    class MyClass
        @@var = 2
    end
    puts @@var 

    上述代码会有警告:warning: class variable access from toplevel 
    由于@@var = 1执行时,self=main,main.class = Object,所以@@var属于Object,同时也属于Object的所有后代,包括MyClass,所以,在顶级上下文中使用类变量是比较危险的行为,同时,也应该减少类变量的使用,而用类实例变量来代替。

    类方法

    由于类也是一个对象,所以类也可以调用方法:

    my_obj.my_method
    MyClass.my_class_method

    当一个对象调用方法时,其实是一个变量引用的对象调用了方法,而当一个类调用方法时,其实是一个常量引用的对象(Class 的实例) 调用了方法。

    在之前学习动态调用时,使用到self.define_component()传入一个参数作为方法名字并且动态定义该方法:

    class Computer
        def self.define_component(name)
            define_method(name){
            puts "getting #{name} info"
            puts "getting #{name} price"
        }
        end
        define_component :mouse
     end

    此时,self是Computer,所以define_component就是一个类方法,并且可以在Computer中直接调用define_component方法,这样的方法称为类宏。

    类宏在很多的地方都有很好的应用,比如在类中添加一个属性,则需要添加一个读方法和一个写方法对一个实例变量进行操作,这样的方法定义在很多的类中都会重复操作,这时,使用Module#attr_writer()、Module#attr_read()、Module#attr_accessor()就可以

    意识到对象的方法应该存放在类中,那么类的方法应该存放于Class中,那样的话,正如继承自类的对象都会有类的实例方法,是否其他的类也会有这个类方法了呢?

    class MyClass
        def self.my_class_method
            "This is a class_method"
        end
    end
    class MyClass2
    end
    puts MyClass.methods.grep(/my_class_method/)
    puts MyClass2.methods.grep(/my_class_method/)
    puts Class.instance_methods.grep(/my_class_method/)

    事实上,上述代码只会打印一行”This is a class_method“,也就是说,该类方法只存在于MyClass中,而不是Class的实例方法,更加不会被其他的类所继承,那么类方法到底存放在哪里呢?

    单件方法和单件类

    在Ruby中,对象的类型是鸭子类型,也就是说,一个对象的类型并不是由他的类所决定,而是看它能响应哪些方法。对象只是继承了类中的方法,同样,他也可以有自己独一无二的方法,这个方法就称为单件方法:singleton_methods。由于这个方法是对象所独有,并不存在于对象的类中,那么这个单件方法是如何被调用的呢?

    每个对象都有一个隐藏的类:单件类:EigenClass,当一个对象存在单件方法时,会先从对象的单件类中查找,而对象单件类又继承于该对象的类,所以如果在单件类中无法找到,则顺其自然地从父类也就是对象的类中查找,然后和一般的方法一样从祖先链中查找,直到找到或者找不到而调用missing_method。

    类也是对象,所以也有单件类方法,所以类也有一个EigenClass,并且EigenClass的父类就是父类的EigenClass,所以类方法可以被子类所调用,但是却不能被其他的类所访问。

    EigenClass也是一个类,所以EigenClass也有一个EigenClass。

    Ruby中,可以使用以下方式访问单件类:

    class << MyClass
        def my_singleton_class
        end
    end

    同时,MyClass如果是obj就是给对象添加一个单件方法, class << 就表示需要访问谁的单件类。

    知道了这一点,就可以给类也添加属性。一个对象的属性就是对对象的实例变量实现读写操作,类的属性就是对类实例对象实现读写操作,用类宏实现:

    class MyClass
        attr_accessor :a
        class << self
            attr_accessor :b
        end
     end 

    现在,MyClass有一个实例属性a,并且有一个类属性b,并且该属性不会被其他类访问而打乱整个命名空间,会被子类继承。

    通过模块可以批量添加一些打包好的类实例方法,那么如何通过模块来添加类方法呢?

    class MyClass
        include MyModule1
        class << self
            include MyModule2
        end
    end

    此时,MyClass中添加了MyModule1中的方法作为实例方法,并且添加了MyModule2中的方法作为类方法。这种应用相当普遍,所以有Object#extend()方法专门处理这些问题:

    class MyClass
        extend MyModule2
    end
    obj = MyClass.new
    obj.extend MyModule1

    extend方法实际上在接收者的EigenClass中包含了模块的快捷方式。

    别名

    通过alias关键字可以给方法添加一个别名,alias :another_name :my_method,注意中间没有逗号,因为alias是一个关键字而不是方法(关键字又是在结构的什么位置中,和方法的区别又是什么呢?)。调用新的名字时,会调用添加别名时的原来的方法。

    对命名了别名后的方法进行重定义,那么别名方法引用的还是原始方法,根据这个特性,可以实现环绕别名的技术:

    class MyClass
        alias :real_length :length
        def length
            real_length > 5 ? ‘long’ : ’short’
        end
    end

    MyClass#length方法调用别名real_length时,其实调用的是原始的length方法,这种方式有点类似于汇编语言中经常用到的保护现场, 在gem中用环绕别名实现版本控制。环绕别名是一个猴子补丁,可能会造成冲突的问题,在使用时尤其要注意。

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