Ruby 面向?qū)ο?/h1>

Ruby 是純面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，Ruby 中的一切都是以對(duì)象的形式出現(xiàn)。Ruby 中的每個(gè)值都是一個(gè)對(duì)象，即使是最原始的東西：字符串、數(shù)字，甚至連 true 和 false 都是對(duì)象。類本身也是一個(gè)對(duì)象，是 Class 類的一個(gè)實(shí)例。本章將向您講解所有與 Ruby 面向?qū)ο笙嚓P(guān)的主要功能。

類用于指定對(duì)象的形式，它結(jié)合了數(shù)據(jù)表示法和方法，把數(shù)據(jù)整理成一個(gè)整齊的包。類中的數(shù)據(jù)和方法被稱為類的成員。

Ruby 類定義

當(dāng)您定義一個(gè)類時(shí)，您實(shí)際是定義了一個(gè)數(shù)據(jù)類型的藍(lán)圖。這實(shí)際上并沒(méi)有定義任何的數(shù)據(jù)，而是定義了類的名稱意味著什么，也就是說(shuō)，定義了類的對(duì)象將由什么組成，以及在該對(duì)象上能執(zhí)行什么操作。

類定義以關(guān)鍵字 class 開始，后跟類名稱，最后以一個(gè) end 進(jìn)行分隔表示終止該類定義。例如，我們使用關(guān)鍵字 class 來(lái)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(gè)單詞，每個(gè)單詞首字母大寫，但此間沒(méi)有分隔符（例如：CamelCase）。

定義 Ruby 對(duì)象

類提供了對(duì)象的藍(lán)圖，所以基本上，對(duì)象是根據(jù)類進(jìn)行創(chuàng)建的。我們使用 new 關(guān)鍵字聲明類的對(duì)象。下面的語(yǔ)句聲明了類 Box 的兩個(gè)對(duì)象：

box1 = Box.new
box2 = Box.new

initialize 方法

initialize 方法是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 Ruby 類方法，與其他面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言中的 constructor 工作原理類似。當(dāng)您想要在創(chuàng)建對(duì)象的同時(shí)初始化一些類變量，initialize 方法就派上用場(chǎng)了。該方法帶有一系列參數(shù)，與其他 Ruby 方法一樣，使用該方法時(shí)，必須在前面放置 def 關(guān)鍵字，如下所示：

class Box
   def initialize(w,h)
      @width, @height = w, h
   end
end

實(shí)例變量

實(shí)例變量是類屬性，它們?cè)谑褂妙悇?chuàng)建對(duì)象時(shí)就變成對(duì)象的屬性。每個(gè)對(duì)象的屬性是單獨(dú)賦值的，和其他對(duì)象之間不共享值。在類的內(nèi)部，是使用 @ 運(yùn)算符訪問(wèn)這些屬性，在類的外部，則是使用稱為訪問(wèn)器方法的公共方法進(jìn)行訪問(wèn)。下面我們以上面定義的類 Box 為實(shí)例，把 @width 和 @height 作為類 Box 的實(shí)例變量。

class Box
   def initialize(w,h)
      # 給實(shí)例變量賦值
      @width, @height = w, h
   end
end

訪問(wèn)器 & 設(shè)置器 方法

為了在類的外部使用變量，我們必須在訪問(wèn)器方法內(nèi)部定義這些變量，這些訪問(wèn)器方法也被稱為獲取器方法。下面的實(shí)例演示了訪問(wèn)器方法的用法：

#!/usr/bin/ruby -w

# 定義類
class Box
   # 構(gòu)造器方法
   def initialize(w,h)
      @width, @height = w, h
   end

   # 訪問(wèn)器方法
   def printWidth
      @width
   end

   def printHeight
      @height
   end
end

# 創(chuàng)建對(duì)象
box = Box.new(10, 20)

# 使用訪問(wèn)器方法
x = box.printWidth()
y = box.printHeight()

puts "Width of the box is : #{x}"
puts "Height of the box is : #{y}"

當(dāng)上面的代碼執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果：

Width of the box is : 10
Height of the box is : 20

與用于訪問(wèn)變量值的訪問(wèn)器方法類似，Ruby 提供了一種在類的外部設(shè)置變量值的方式，也就是所謂的設(shè)置器方法，定義如下：

#!/usr/bin/ruby -w

# 定義類
class Box
   # 構(gòu)造器方法
   def initialize(w,h)
      @width, @height = w, h
   end

   # 訪問(wèn)器方法
   def getWidth
      @width
   end
   def getHeight
      @height
   end

   # 設(shè)置器方法
   def setWidth=(value)
      @width = value
   end
   def setHeight=(value)
      @height = value
   end
end

# 創(chuàng)建對(duì)象
box = Box.new(10, 20)

# 使用設(shè)置器方法
box.setWidth = 30
box.setHeight = 50

# 使用訪問(wèn)器方法
x = box.getWidth()
y = box.getHeight()

puts "Width of the box is : #{x}"
puts "Height of the box is : #{y}"

當(dāng)上面的代碼執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果：

Width of the box is : 30
Height of the box is : 50

實(shí)例方法

實(shí)例方法的定義與其他方法的定義一樣，都是使用 def 關(guān)鍵字，但它們只能通過(guò)類實(shí)例來(lái)使用，如下面實(shí)例所示。它們的功能不限于訪問(wèn)實(shí)例變量，也能按照您的需求做更多其他的任務(wù)。

#!/usr/bin/ruby -w

# 定義類
class Box
   # constructor method
   def initialize(w,h)
      @width, @height = w, h
   end
   # 實(shí)例方法
   def getArea
      @width * @height
   end
end

# 創(chuàng)建對(duì)象
box = Box.new(10, 20)

# 調(diào)用實(shí)例方法
a = box.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"

當(dāng)上面的代碼執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果：

Area of the box is : 200

類方法 & 類變量

類變量是在類的所有實(shí)例中共享的變量。換句話說(shuō)，類變量的實(shí)例可以被所有的對(duì)象實(shí)例訪問(wèn)。類變量以兩個(gè) @ 字符（@@）作為前綴，類變量必須在類定義中被初始化，如下面實(shí)例所示。

類方法使用 def self.methodname() 定義，類方法以 end 分隔符結(jié)尾。類方法可使用帶有類名稱的 classname.methodname 形式調(diào)用，如下面實(shí)例所示：

#!/usr/bin/ruby -w

class Box
   # 初始化類變量
   @@count = 0
   def initialize(w,h)
      # 給實(shí)例變量賦值
      @width, @height = w, h

      @@count += 1
   end

   def self.printCount()
      puts "Box count is : #@@count"
   end
end

# 創(chuàng)建兩個(gè)對(duì)象
box1 = Box.new(10, 20)
box2 = Box.new(30, 100)

# 調(diào)用類方法來(lái)輸出盒子計(jì)數(shù)
Box.printCount()

當(dāng)上面的代碼執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果：

Box count is : 2

to_s 方法

您定義的任何類都有一個(gè) to_s 實(shí)例方法來(lái)返回對(duì)象的字符串表示形式。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例，根據(jù) width 和 height 表示 Box 對(duì)象：

#!/usr/bin/ruby -w

class Box
   # 構(gòu)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)"  # 對(duì)象的字符串格式
   end
end

# 創(chuàng)建對(duì)象
box = Box.new(10, 20)

# 自動(dòng)調(diào)用 to_s 方法
puts "String representation of box is : #{box}"

當(dāng)上面的代碼執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果：

String representation of box is : (w:10,h:20)

訪問(wèn)控制

Ruby 為您提供了三個(gè)級(jí)別的實(shí)例方法保護(hù)，分別是 public、private 或 protected。Ruby 不在實(shí)例和類變量上應(yīng)用任何訪問(wèn)控制。

• Public 方法： Public 方法可被任意對(duì)象調(diào)用。默認(rèn)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(wèn)或查看。只有類方法可以訪問(wèn)私有成員。
• Protected 方法： Protected 方法只能被類及其子類的對(duì)象調(diào)用。訪問(wèn)也只能在類及其子類內(nèi)部進(jìn)行。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例，演示了這三種修飾符的語(yǔ)法：

#!/usr/bin/ruby -w

# 定義類
class Box
   # 構(gòu)造器方法
   def initialize(w,h)
      @width, @height = w, h
   end

   # 實(shí)例方法默認(rèn)是 public 的
   def getArea
      getWidth() * getHeight
   end

   # 定義 private 的訪問(wèn)器方法
   def getWidth
      @width
   end
   def getHeight
      @height
   end
   # make them private
   private :getWidth, :getHeight

   # 用于輸出面積的實(shí)例方法
   def printArea
      @area = getWidth() * getHeight
      puts "Big box area is : #@area"
   end
   # 讓實(shí)例方法是 protected 的
   protected :printArea
end

# 創(chuàng)建對(duì)象
box = Box.new(10, 20)

# 調(diào)用實(shí)例方法
a = box.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"

# 嘗試調(diào)用 protected 的實(shí)例方法
box.printArea()

當(dāng)上面的代碼執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果。在這里，第一種方法調(diào)用成功，但是第二方法會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題。

Area of the box is : 200
test.rb:42: protected method `printArea' called for #
<Box:0xb7f11280 @height=20, @width=10> (NoMethodError)

類的繼承

繼承，是面向?qū)ο缶幊讨凶钪匾母拍钪?。繼承允許我們根據(jù)另一個(gè)類定義一個(gè)類，這樣使得創(chuàng)建和維護(hù)應(yīng)用程序變得更加容易。

繼承有助于重用代碼和快速執(zhí)行，不幸的是，Ruby 不支持多繼承，但是 Ruby 支持 mixins。mixin 就像是多繼承的一個(gè)特定實(shí)現(xiàn)，在多繼承中，只有接口部分是可繼承的。

當(dāng)創(chuàng)建類時(shí)，程序員可以直接指定新類繼承自某個(gè)已有類的成員，這樣就不用從頭編寫新的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。這個(gè)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，下面的實(shí)例解釋了這個(gè)概念。擴(kuò)展一個(gè)類的語(yǔ)法非常簡(jiǎn)單。只要添加一個(gè) < 字符和父類的名稱到類語(yǔ)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(gòu)造器方法
   def initialize(w,h)
      @width, @height = w, h
   end
   # 實(shí)例方法
   def getArea
      @width * @height
   end
end

# 定義子類
class BigBox < Box

   # 添加一個(gè)新的實(shí)例方法
   def printArea
      @area = @width * @height
      puts "Big box area is : #@area"
   end
end

# 創(chuàng)建對(duì)象
box = BigBox.new(10, 20)

# 輸出面積
box.printArea()

當(dāng)上面的代碼執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果：

Big box area is : 200

方法重載

雖然您可以在派生類中添加新的功能，但有時(shí)您可能想要改變已經(jīng)在父類中定義的方法的行為。這時(shí)您可以保持方法名稱不變，重載方法的功能即可，如下面實(shí)例所示：

#!/usr/bin/ruby -w

# 定義類
class Box
   # 構(gòu)造器方法
   def initialize(w,h)
      @width, @height = w, h
   end
   # 實(shí)例方法
   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

# 創(chuàng)建對(duì)象
box = BigBox.new(10, 20)

# 使用重載的方法輸出面積
box.getArea()

運(yùn)算符重載

我們希望使用 + 運(yùn)算符執(zhí)行兩個(gè) Box 對(duì)象的向量加法，使用 * 運(yùn)算符來(lái)把 Box 的 width 和 height 相乘，使用一元運(yùn)算符 - 對(duì) Box 的 width 和 height 求反。下面是一個(gè)帶有數(shù)學(xué)運(yùn)算符定義的 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(lái)執(zhí)行向量加法
    Box.new(@width + other.width, @height + other.height)
  end

  def -@               # 定義一元運(yùn)算符 - 來(lái)對(duì) width 和 height 求反
    Box.new(-@width, -@height)
  end

  def *(scalar)        # 執(zhí)行標(biāo)量乘法
    Box.new(@width*scalar, @height*scalar)
  end
end

凍結(jié)對(duì)象

有時(shí)候，我們想要防止對(duì)象被改變。在 Object 中，freeze 方法可實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，它能有效地把一個(gè)對(duì)象變成一個(gè)常量。任何對(duì)象都可以通過(guò)調(diào)用 Object.freeze 進(jìn)行凍結(jié)。凍結(jié)對(duì)象不能被修改，也就是說(shuō)，您不能改變它的實(shí)例變量。

您可以使用 Object.frozen? 方法檢查一個(gè)給定的對(duì)象是否已經(jīng)被凍結(jié)。如果對(duì)象已被凍結(jié)，該方法將返回 true，否則返回一個(gè) false 值。下面的實(shí)例解釋了這個(gè)概念：

#!/usr/bin/ruby -w

# 定義類
class Box
   # 構(gòu)造器方法
   def initialize(w,h)
      @width, @height = w, h
   end

   # 訪問(wèn)器方法
   def getWidth
      @width
   end
   def getHeight
      @height
   end

   # 設(shè)置器方法
   def setWidth=(value)
      @width = value
   end
   def setHeight=(value)
      @height = value
   end
end

# 創(chuàng)建對(duì)象
box = Box.new(10, 20)

# 讓我們凍結(jié)該對(duì)象
box.freeze
if( box.frozen? )
   puts "Box object is frozen object"
else
   puts "Box object is normal object"
end

# 現(xiàn)在嘗試使用設(shè)置器方法
box.setWidth = 30
box.setHeight = 50

# 使用訪問(wèn)器方法
x = box.getWidth()
y = box.getHeight()

puts "Width of the box is : #{x}"
puts "Height of the box is : #{y}"

當(dāng)上面的代碼執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)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(nèi)部定義一個(gè)常量，通過(guò)把一個(gè)直接的數(shù)值或字符串值賦給一個(gè)變量來(lái)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(nèi)部直接訪問(wèn)常量，就像是訪問(wèn)變量一樣，但是如果您想要在類的外部訪問(wèn)常量，那么您必須使用 classname::constant，如下面實(shí)例所示。

#!/usr/bin/ruby -w

# 定義類
class Box
   BOX_COMPANY = "TATA Inc"
   BOXWEIGHT = 10
   # 構(gòu)造器方法
   def initialize(w,h)
      @width, @height = w, h
   end
   # 實(shí)例方法
   def getArea
      @width * @height
   end
end

# 創(chuàng)建對(duì)象
box = Box.new(10, 20)

# 調(diào)用實(shí)例方法
a = box.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"
puts Box::BOX_COMPANY
puts "Box weight is: #{Box::BOXWEIGHT}"

當(dāng)上面的代碼執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果：

Area of the box is : 200
TATA Inc
Box weight is: 10

類常量可被繼承，也可像實(shí)例方法一樣被重載。

使用 allocate 創(chuàng)建對(duì)象

可能有一種情況，您想要在不調(diào)用對(duì)象構(gòu)造器 initialize 的情況下創(chuàng)建對(duì)象，即，使用 new 方法創(chuàng)建對(duì)象，在這種情況下，您可以調(diào)用 allocate 來(lái)創(chuàng)建一個(gè)未初始化的對(duì)象，如下面實(shí)例所示：

#!/usr/bin/ruby -w

# 定義類
class Box
   attr_accessor :width, :height

   # 構(gòu)造器方法
   def initialize(w,h)
      @width, @height = w, h
   end

   # 實(shí)例方法
   def getArea
      @width * @height
   end
end

# 使用 new 創(chuàng)建對(duì)象
box1 = Box.new(10, 20)

# 使用 allocate 創(chuàng)建兩一個(gè)對(duì)象
box2 = Box.allocate

# 使用 box1 調(diào)用實(shí)例方法
a = box1.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"

# 使用 box2 調(diào)用實(shí)例方法
a = box2.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"

當(dāng)上面的代碼執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)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

類信息

如果類定義是可執(zhí)行代碼，這意味著，它們可在某個(gè)對(duì)象的上下文中執(zhí)行，self 必須引用一些東西。讓我們來(lái)看看下面的實(shí)例：.

#!/usr/bin/ruby -w

class Box
   # 輸出類信息
   puts "Type of self = #{self.type}"
   puts "Name of self = #{self.name}"
end

當(dāng)上面的代碼執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果：

Type of self = Class
Name of self = Box

這意味著類定義可通過(guò)把該類作為當(dāng)前對(duì)象來(lái)執(zhí)行，同時(shí)也意味著元類和父類中的該方法在方法定義執(zhí)行期間是可用的。