雷林鵬分享：Ruby 面向物件
Ruby 面向物件
Ruby 是純面向物件的語言，Ruby 中的一切都是以物件的形式出現。Ruby 中的每個值都是一個物件，即使是最原始的東西：字串、數字，甚至連 true 和 false 都是物件。類本身也是一個物件，是 Class 類的一個例項。本章將向您講解所有與 Ruby 面向物件相關的主要功能。
類用於指定物件的形式，它結合了資料表示法和方法，把資料整理成一個整齊的包。類中的資料和方法被稱為類的成員。
Ruby 類定義
當您定義一個類時，您實際是定義了一個數據型別的藍圖。這實際上並沒有定義任何的資料，而是定義了類的名稱意味著什麼，也就是說，定義了類的物件將由什麼組成，以及在該物件上能執行什麼操作。
類定義以關鍵字 class 開始，後跟類名稱，最後以一個 end 進行分隔表示終止該類定義。例如，我們使用關鍵字 class 來定義 Box 類，如下所示：
class Box
code
end
按照慣例，名稱必須以大寫字母開頭，如果包含多個單詞，每個單詞首字母大寫，但此間沒有分隔符(例如：CamelCase)。
定義 Ruby 物件
類提供了物件的藍圖，所以基本上，物件是根據類進行建立的。我們使用 new 關鍵字宣告類的物件。下面的語句聲明瞭類 Box 的兩個物件：
box1 = Box.new
box2 = Box.new
initialize 方法
initialize 方法是一個標準的 Ruby 類方法，與其他面向物件程式語言中的 constructor 工作原理類似。當您想要在建立物件的同時初始化一些類變數，initialize 方法就派上用場了。該方法帶有一系列引數，與其他 Ruby 方法一樣，使用該方法時，必須在前面放置 def 關鍵字，如下所示：
class Box
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
end
例項變數
例項變數是類屬性，它們在使用類建立物件時就變成物件的屬性。每個物件的屬性是單獨賦值的，和其他物件之間不共享值。在類的內部，是使用 @ 運算子訪問這些屬性，在類的外部，則是使用稱為訪問器方法的公共方法進行訪問。下面我們以上面定義的類 Box 為例項，把 @width 和 @height 作為類 Box 的例項變數。
class Box
def initialize(w,h)
# 給例項變數賦值
@width, @height = w, h
end
end
訪問器 & 設定器 方法
為了在類的外部使用變數，我們必須在訪問器方法內部定義這些變數，這些訪問器方法也被稱為獲取器方法。下面的例項演示了訪問器方法的用法：
#!/usr/bin/ruby -w
# 定義類
class Box
# 構造器方法
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# 訪問器方法
def printWidth
@width
end
def printHeight
@height
end
end
# 建立物件
box = Box.new(10, 20)
# 使用訪問器方法
x = box.printWidth()
y = box.printHeight()
puts "Width of the box is : #{x}"
puts "Height of the box is : #{y}"
當上面的程式碼執行時，它會產生以下結果：
Width of the box is : 10
Height of the box is : 20
與用於訪問變數值的訪問器方法類似，Ruby 提供了一種在類的外部設定變數值的方式，也就是所謂的設定器方法，定義如下：
#!/usr/bin/ruby -w
# 定義類
class Box
# 構造器方法
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# 訪問器方法
def getWidth
@width
end
def getHeight
@height
end
# 設定器方法
def setWidth=(value)
@width = value
end
def setHeight=(value)
@height = value
end
end
# 建立物件
box = Box.new(10, 20)
# 使用設定器方法
box.setWidth = 30
box.setHeight = 50
# 使用訪問器方法
x = box.getWidth()
y = box.getHeight()
puts "Width of the box is : #{x}"
puts "Height of the box is : #{y}"
當上面的程式碼執行時，它會產生以下結果：
Width of the box is : 30
Height of the box is : 50
例項方法
例項方法的定義與其他方法的定義一樣，都是使用 def 關鍵字，但它們只能通過類例項來使用，如下面例項所示。它們的功能不限於訪問例項變數，也能按照您的需求做更多其他的任務。
#!/usr/bin/ruby -w
# 定義類
class Box
# constructor method
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# 例項方法
def getArea
@width * @height
end
end
# 建立物件
box = Box.new(10, 20)
# 呼叫例項方法
a = box.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"
當上面的程式碼執行時，它會產生以下結果：
Area of the box is : 200
類方法 & 類變數
類變數是在類的所有例項中共享的變數。換句話說，類變數的例項可以被所有的物件例項訪問。類變數以兩個 @ 字元(@@)作為字首，類變數必須在類定義中被初始化，如下面例項所示。
類方法使用 def self.methodname() 定義，類方法以 end 分隔符結尾。類方法可使用帶有類名稱的 classname.methodname 形式呼叫，如下面例項所示：
#!/usr/bin/ruby -w
class Box
# 初始化類變數
@@count = 0
def initialize(w,h)
# 給例項變數賦值
@width, @height = w, h
@@count += 1
end
def self.printCount()
puts "Box count is : #@@count"
end
end
# 建立兩個物件
box1 = Box.new(10, 20)
box2 = Box.new(30, 100)
# 呼叫類方法來輸出盒子計數
Box.printCount()
當上面的程式碼執行時，它會產生以下結果：
Box count is : 2
to_s 方法
您定義的任何類都有一個 to_s 例項方法來返回物件的字串表示形式。下面是一個簡單的例項，根據 width 和 height 表示 Box 物件：
#!/usr/bin/ruby -w
class Box
# 構造器方法
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# 定義 to_s 方法
def to_s
"(w:#@width,h:#@height)" # 物件的字串格式
end
end
# 建立物件
box = Box.new(10, 20)
# 自動呼叫 to_s 方法
puts "String representation of box is : #{box}"
當上面的程式碼執行時，它會產生以下結果：
String representation of box is : (w:10,h:20)
訪問控制
Ruby 為您提供了三個級別的例項方法保護，分別是 public、private 或 protected。Ruby 不在例項和類變數上應用任何訪問控制。
Public 方法： Public 方法可被任意物件呼叫。預設情況下，方法都是 public 的，除了 initialize 方法總是 private 的。
Private 方法： Private 方法不能從類外部訪問或檢視。只有類方法可以訪問私有成員。
Protected 方法： Protected 方法只能被類及其子類的物件呼叫。訪問也只能在類及其子類內部進行。
下面是一個簡單的例項，演示了這三種修飾符的語法：
#!/usr/bin/ruby -w
# 定義類
class Box
# 構造器方法
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# 例項方法預設是 public 的
def getArea
getWidth() * getHeight
end
# 定義 private 的訪問器方法
def getWidth
@width
end
def getHeight
@height
end
# make them private
private :getWidth, :getHeight
# 用於輸出面積的例項方法
def printArea
@area = getWidth() * getHeight
puts "Big box area is : #@area"
end
# 讓例項方法是 protected 的
protected :printArea
end
# 建立物件
box = Box.new(10, 20)
# 呼叫例項方法
a = box.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"
# 嘗試呼叫 protected 的例項方法
box.printArea()
當上面的程式碼執行時，它會產生以下結果。在這裡，第一種方法呼叫成功，但是第二方法會產生一個問題。
Area of the box is : 200
test.rb:42: protected method `printArea' called for #
(NoMethodError)
類的繼承
繼承，是面向物件程式設計中最重要的概念之一。繼承允許我們根據另一個類定義一個類，這樣使得建立和維護應用程式變得更加容易。
繼承有助於重用程式碼和快速執行，不幸的是，Ruby 不支援多繼承，但是 Ruby 支援 mixins。mixin 就像是多繼承的一個特定實現，在多繼承中，只有介面部分是可繼承的。
當建立類時，程式設計師可以直接指定新類繼承自某個已有類的成員，這樣就不用從頭編寫新的資料成員和成員函式。這個已有類被稱為基類或父類，新類被稱為派生類或子類。
Ruby 也提供了子類化的概念，子類化即繼承，下面的例項解釋了這個概念。擴充套件一個類的語法非常簡單。只要新增一個 < 字元和父類的名稱到類語句中即可。例如，下面定義了類 BigBox 是 Box 的子類：
#!/usr/bin/ruby -w
# 定義類
class Box
# 構造器方法
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# 例項方法
def getArea
@width * @height
end
end
# 定義子類
class BigBox < Box
# 新增一個新的例項方法
def printArea
@area = @width * @height
puts "Big box area is : #@area"
end
end
# 建立物件
box = BigBox.new(10, 20)
# 輸出面積
box.printArea()
當上面的程式碼執行時，它會產生以下結果：
Big box area is : 200
方法過載
雖然您可以在派生類中新增新的功能，但有時您可能想要改變已經在父類中定義的方法的行為。這時您可以保持方法名稱不變，過載方法的功能即可，如下面例項所示：
#!/usr/bin/ruby -w
# 定義類
class Box
# 構造器方法
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# 例項方法
def getArea
@width * @height
end
end
# 定義子類
class BigBox < Box
# 改變已有的 getArea 方法
def getArea
@area = @width * @height
puts "Big box area is : #@area"
end
end
# 建立物件
box = BigBox.new(10, 20)
# 使用過載的方法輸出面積
box.getArea()
運算子過載
我們希望使用 + 運算子執行兩個 Box 物件的向量加法，使用 * 運算子來把 Box 的 width 和 height 相乘，使用一元運算子 - 對 Box 的 width 和 height 求反。下面是一個帶有數學運算子定義的 Box 類版本：
class Box
def initialize(w,h) # 初始化 width 和 height
@width,@height = w, h
end
def +(other) # 定義 + 來執行向量加法
Box.new(@width + other.width, @height + other.height)
end
def [email protected] # 定義一元運算子 - 來對 width 和 height 求反
Box.new([email protected], [email protected])
end
def *(scalar) # 執行標量乘法
Box.new(@width*scalar, @height*scalar)
end
end
凍結物件
有時候，我們想要防止物件被改變。在 Object 中，freeze 方法可實現這點，它能有效地把一個物件變成一個常量。任何物件都可以通過呼叫 Object.freeze 進行凍結。凍結物件不能被修改，也就是說，您不能改變它的例項變數。
您可以使用 Object.frozen? 方法檢查一個給定的物件是否已經被凍結。如果物件已被凍結，該方法將返回 true，否則返回一個 false 值。下面的例項解釋了這個概念：
#!/usr/bin/ruby -w
# 定義類
class Box
# 構造器方法
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# 訪問器方法
def getWidth
@width
end
def getHeight
@height
end
# 設定器方法
def setWidth=(value)
@width = value
end
def setHeight=(value)
@height = value
end
end
# 建立物件
box = Box.new(10, 20)
# 讓我們凍結該物件
box.freeze
if( box.frozen? )
puts "Box object is frozen object"
else
puts "Box object is normal object"
end
# 現在嘗試使用設定器方法
box.setWidth = 30
box.setHeight = 50
# 使用訪問器方法
x = box.getWidth()
y = box.getHeight()
puts "Width of the box is : #{x}"
puts "Height of the box is : #{y}"
當上面的程式碼執行時，它會產生以下結果：
Box object is frozen object
test.rb:20:in `setWidth=': can't modify frozen object (TypeError)
from test.rb:39
類常量
您可以在類的內部定義一個常量，通過把一個直接的數值或字串值賦給一個變數來定義的，常量的定義不需要使用 @ 或 @@。按照慣例，常量的名稱使用大寫。
一旦常量被定義，您就不能改變它的值，您可以在類的內部直接訪問常量，就像是訪問變數一樣，但是如果您想要在類的外部訪問常量，那麼您必須使用 classname::constant，如下面例項所示。
#!/usr/bin/ruby -w
# 定義類
class Box
BOX_COMPANY = "TATA Inc"
BOXWEIGHT = 10
# 構造器方法
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# 例項方法
def getArea
@width * @height
end
end
# 建立物件
box = Box.new(10, 20)
# 呼叫例項方法
a = box.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"
puts Box::BOX_COMPANY
puts "Box weight is: #{Box::BOXWEIGHT}"
當上面的程式碼執行時，它會產生以下結果：
Area of the box is : 200
TATA Inc
Box weight is: 10
類常量可被繼承，也可像例項方法一樣被過載。
使用 allocate 建立物件
可能有一種情況，您想要在不呼叫物件構造器 initialize 的情況下建立物件，即，使用 new 方法建立物件，在這種情況下，您可以呼叫 allocate 來建立一個未初始化的物件，如下面例項所示：
#!/usr/bin/ruby -w
# 定義類
class Box
attr_accessor :width, :height
# 構造器方法
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# 例項方法
def getArea
@width * @height
end
end
# 使用 new 建立物件
box1 = Box.new(10, 20)
# 使用 allocate 建立兩一個物件
box2 = Box.allocate
# 使用 box1 呼叫例項方法
a = box1.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"
# 使用 box2 呼叫例項方法
a = box2.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"
當上面的程式碼執行時，它會產生以下結果：
Area of the box is : 200
test.rb:14: warning: instance variable @width not initialized
test.rb:14: warning: instance variable @height not initialized
test.rb:14:in `getArea': undefined method `*'
for nil:NilClass (NoMethodError) from test.rb:29
類資訊
如果類定義是可執行程式碼，這意味著，它們可在某個物件的上下文中執行，self 必須引用一些東西。讓我們來看看下面的例項：.
#!/usr/bin/ruby -w
class Box
# 輸出類資訊
puts "Type of self = #{self.type}"
puts "Name of self = #{self.name}"
end
當上面的程式碼執行時，它會產生以下結果：
Type of self = Class
Name of self = Box
這意味著類定義可通過把該類作為當前物件來執行，同時也意味著元類和父類中的該方法在方法定義執行期間是可用的。(編輯：雷林鵬 來源：網路)