我最近考慮了很多元編程（Metaprogramming）的問題，并希望看到更多這方面技術(shù)的例子和講解。無論好壞，元編程已經(jīng)進(jìn)入Ruby社區(qū)，并成為完成各種任務(wù)和簡化代碼的標(biāo)準(zhǔn)方式。既然找不到這類資源，我準(zhǔn)備拋磚引玉寫一些通用Ruby技術(shù)的文章。這些內(nèi)容可能對從其它語言轉(zhuǎn)向Ruby或者還沒有體驗到Ruby元編程樂趣的程序員非常有用。

1. 使用單例類　Use the singleton-class

　　許多操作單個對象的方法是基于操作其單例類（singleton class），并且這樣可以使元編程更簡單。獲得單例類的經(jīng)典方法是執(zhí)行如下代碼：

　　RCR231建議這樣定義Kernel#singleton_class方法：

　　我會在下文使用這個方法。

2. DSL的使用類方法來修改子類　Write DSL's using class-methods that rewrite subclasses

　　當(dāng)你想創(chuàng)建一個DSL來定義類信息時，最常見的問題是怎樣表示信息來讓框架的其它部分使用。以定義一個ActiveRecord模型對象為例：

　　在這個例子中，令人感興趣的是set_table_name的使用。這是怎么起作用的呢？好吧，這里涉及到一個小魔法。這是一種實現(xiàn)方法：

　　這里令人感興趣的是define_attr_method。在這個例子中我們需要獲得Product類的單例類，但又不想修改ActiveRecord::Base。通過使用單例類我們達(dá)到了這個目的。我們?yōu)樵瓉淼姆椒ㄈe名，再定義新的存取器（accessor）來返回值。如果ActiveRecord需要table name就可以直接調(diào)用存取器。這種動態(tài)創(chuàng)建方法和存取器的技術(shù)在單例類是很常見的，特別是Rails。

3. 動態(tài)創(chuàng)建class和module　Create classes and modules dynamically

　　Ruby允許你動態(tài)創(chuàng)建和修改class和module。你可以在沒有凍結(jié)的class或module上做任何修改。特定情況下會很有用。Struct類可能是最好的例子：

　　這會創(chuàng)建一個新類，并賦給PersonVO，然后創(chuàng)建一個類的實例。從草稿創(chuàng)建新類并定義新方法也很簡單：

　　除了Struct，還能在SOAP4R和Camping找到輕松創(chuàng)建類的例子。Camping尤其令人感興趣，因為它有專門的方法創(chuàng)建這些類，被你的controller和view繼承。Camping的許多有趣的功能都是用這種方式實現(xiàn)的：

　　你也可以這樣創(chuàng)建module，然后在類中包含module。

4. 使用method_missing來做有趣的事　Use method_missing to do interesting things

　　除了閉包（block），method_missing可能是Ruby最強(qiáng)大的特性，也是最容易濫用的一個。用好method_missing的話有些代碼會變得超級簡單，甚至是不能缺少。一個好的例子（Camping）是擴(kuò)展Hash：

　　就可以這樣使用hash：

　　如你所見，如果有人調(diào)用了一個hash不存在的方法，則會搜索內(nèi)部集合。如果方法名以=結(jié)尾，則會賦給同名的key。

　　Markaby中可以找到另一個很好的method_missing技巧。以下引用的代碼可以生成任何包含CSS class的XHTML標(biāo)簽：

會生成:

　　絕大多數(shù)這種功能，特別是CSS class名是通過method_missing設(shè)置了self的屬性然后返回self。

5. 方法模式的調(diào)度　Dispatch on method-patterns

　　這對于無法預(yù)測的方法來說可以輕松的達(dá)到可擴(kuò)展性。我最近創(chuàng)建了一個小型驗證框架，核心的驗證類會找出自身所有以check_開頭的方法并調(diào)用，這樣就可以輕松地增加新的驗證：只要往類或?qū)嵗刑砑有路椒ā?
methods.grep /^check_/ do |m|  
  self.send m  
end 

　　這非常簡單，并且難以置信的強(qiáng)大?？梢钥匆幌耇est::Unit到處使用這種方法。

6. 替換方法　Replacing methods

　　有時候一個方法的實現(xiàn)不是你要的，或者只做了一半。標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο蠓椒ㄊ抢^承并重載，再調(diào)用父類方法。僅當(dāng)你有對象實例化的控制權(quán)時才有用，經(jīng)常不是這種情況，繼承也就沒有價值。為得到同樣的功能，可以重命名（alias）舊方法，并添加一個新的方法定義來調(diào)用舊方法，并確保舊方法的前后條件得到保留。

　　一個極端的用法是臨時修改一個方法，然后再還原。例如：

　　這個例子展示了編寫add_tracing和remove_tracing的一種典型方法。它依賴于第1條的單例類：

　　如果這些方法是添加到module（有一點點不同，看你能不能寫出來！），你也可以在類而非實例上添加和刪除tracing。

7. 使用nil類來引入空對象的重構(gòu)　Use NilClass to implement the Introduce Null Object refactoring

　　在Fowler的重構(gòu)中，“引入空對象”的重構(gòu)是一個對象要么存在，要么為空時有一個預(yù)定義值。典型例子如下：

　　目前基于Java的重構(gòu)會推薦創(chuàng)建一個類似于null的子類。例如NullPerson會繼承Person，重載name方法總是返回"default name"。但是在Ruby中我們可以打開類，可以這樣做：

8. 學(xué)習(xí)eval的不同版本　Learn the different versions of eval

　　Ruby有幾種版本的執(zhí)行方法（evaluation）。了解它們的區(qū)別和使用情景是很重要的。有eval、instance_eval、module_eval和class_eval幾種。首先，class_eval是module_eval的別名。其次，eval和其他的有些不同。最重要的是eval只能夠執(zhí)行一個字符串，其它的可以執(zhí)行block。這意味著eval是你做任何事的最后選擇，它有它的用處，但絕大多數(shù)情況下應(yīng)該用instance_eval和module_eval執(zhí)行block。

　　eval會在當(dāng)前環(huán)境執(zhí)行字符串，除非環(huán)境已經(jīng)提供綁定（binding）。（見第11條）

　　instance_eval會在接收者（reveiver）的上下文中執(zhí)行字符串或block，沒有指定的話self會作為接收者。

　　module_eval會在調(diào)用的module的上下文中執(zhí)行字符串或block。這個比較適合在module或單例類中定義新方法。instance_eval和module_eval的主要區(qū)別在于定義的方法會放在哪里。如果你用String.instance_eval定義foo方法會得到String.foo，如果是用module_eval會得到String.new.foo。

　　module_eval幾乎總是適用；要像對待瘟疫一樣避免使用eval。遵守這些簡單的規(guī)則會對你有好處。

9. 實例變量的內(nèi)省　Introspect on instance variables

　　Rails使用了一個技巧來使controller中的實例變量也能用在view中，就是內(nèi)省一個對象的實例變量。這會嚴(yán)重破壞封裝，然而有時候確實非常順手?？梢院苋菀椎耐ㄟ^instance_variables、instance_variable_get和instance_variable_set實現(xiàn)。要把所有實例變量從一個復(fù)制到另一個，可以這樣：

10. 從block創(chuàng)建Proc并公開　Create Procs from blocks and send them around

　　把一個Proc實例化保存在變量中并公開的做法使得很多API容易使用。這是Markaby用來管理CSS class定義的一種方法。很容易把block轉(zhuǎn)換成Proc：
def create_proc(&p); p; end 
create_proc do 
  puts "hello" 
end       # => #<Proc ...> 

　　調(diào)用也很容易：
p.call(*args) 

　　如果要用proc來定義方法，應(yīng)該用lambda來創(chuàng)建，就可以用return和break：
p = lambda { puts "hoho"; return 1 }  
define_method(:a, &p) 

　　如果有block的話method_missing會調(diào)用block：
def method_missing(name, *args, &block)  
  block.call(*args) if block_given?  
end 
thismethoddoesntexist("abc","cde") do |*args|  
  p args  
end  # => ["abc","cde"] 

11. 用綁定（binding）來控制eval　Use binding to control your evaluations

　　如果你確實需要用eval，你可以控制哪些變量是有效的。這時候要用kernel方法binding來獲得所綁定的對象。例如：

　　ERb和Rails用這種技術(shù)來設(shè)置哪些實例變量是有效的。例如：

　　希望這些技巧和技術(shù)已經(jīng)為您闡明了元編程。我并不聲稱自己是Ruby或者元編程方面的專家，這只是我對這個問題的一些想法。