進(jìn)一步深入Ruby中的類與對(duì)象概念
Ruby是純面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，所有項(xiàng)目似乎要Ruby中為一個(gè)對(duì)象。Ruby中的每個(gè)值是一個(gè)對(duì)象，即使是最原始的東西：字符串，數(shù)字甚至true和false。即使是一個(gè)類本身是一個(gè)對(duì)象，它是Class類的一個(gè)實(shí)例。本章將通過(guò)所有功能涉及到Ruby的面向?qū)ο蟆?/p>
類是用來(lái)指定對(duì)象的形式，它結(jié)合了數(shù)據(jù)表示和方法操縱這些數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成一個(gè)整齊的包。在一個(gè)類的數(shù)據(jù)和方法，被稱為類的成員。
Ruby類的定義：
定義一個(gè)類，定義的數(shù)據(jù)類型的草圖。 這實(shí)際上并不定義任何數(shù)據(jù)，但它定義的類名字的意思什么，即是什么類的對(duì)象將包括這樣一個(gè)對(duì)象上執(zhí)行什么操作可以。
類定義開(kāi)始與關(guān)鍵字class類名和 end 分隔。例如，我們定義Box類使用class關(guān)鍵字如下：
class Box
code
end
名稱必須以大寫(xiě)字母開(kāi)始，按照約定名稱中包含多個(gè)單詞，每個(gè)單詞沒(méi)有分隔符（駝峰式）一起執(zhí)行。
定義Ruby的對(duì)象：
類為對(duì)象的藍(lán)圖，所以基本上是一個(gè)從一個(gè)類對(duì)象被創(chuàng)建。我們聲明一個(gè)類的對(duì)象使用new關(guān)鍵字。下面的語(yǔ)句聲明了兩個(gè)對(duì)象，Box 類：
box1 = Box.new box2 = Box.new
initialize方法：
initialize方法是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Ruby類的方法，和其它面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言的構(gòu)造方法有相同的方式工作。 initialize方法是有用的，在創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候，一些類變量初始化。這種方法可能需要的參數(shù)列表，它像其他Ruby之前的方法用def關(guān)鍵字定義，如下所示：
class Box
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
end
實(shí)例變量：
實(shí)例變量是類的一種屬性，一旦我們使用的類對(duì)象被創(chuàng)建的對(duì)象的屬性。每個(gè)對(duì)象的屬性被分別賦值的并與其它對(duì)象共享，它們?cè)陬惖膬?nèi)部使用@操作符訪問(wèn)，但訪問(wèn)類之外的，我們使用的公共方法被稱為訪問(wèn)器方法。如果我們把上述定義的類 Box，然后 @width 和 @height 類 Box實(shí)例變量。
class Box def initialize(w,h) # assign instance avriables @width, @height = w, h end end
訪問(wèn)器和setter方法：
為了外部能訪問(wèn)類的變量，它們必須定義存取器方法，這些存取器方法也被稱為getter方法。下面的例子演示了如何使用訪問(wèn)器方法：
#!/usr/bin/ruby -w
# define a class
class Box
# constructor method
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# accessor methods
def printWidth
@width
end
def printHeight
@height
end
end
# create an object
box = Box.new(10, 20)
# use accessor methods
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
類似的存取方法用于訪問(wèn)的變量值，Ruby提供了一種方法來(lái)從類的外部設(shè)置這些變量的值，那就是setter方法??，定義如下：
#!/usr/bin/ruby -w
# define a class
class Box
# constructor method
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# accessor methods
def getWidth
@width
end
def getHeight
@height
end
# setter methods
def setWidth=(value)
@width = value
end
def setHeight=(value)
@height = value
end
end
# create an object
box = Box.new(10, 20)
# use setter methods
box.setWidth = 30
box.setHeight = 50
# use accessor methods
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：
也以同樣的方式，因?yàn)槲覀兪褂胐ef關(guān)鍵字定義其他方法，并按下圖所示僅對(duì)使用一個(gè)類的實(shí)例，它們可以被用來(lái)定義該實(shí)例方法。它們的功能不局限于訪問(wèn)實(shí)例變量，他們也可以按要求做更多的事情。
#!/usr/bin/ruby -w
# define a class
class Box
# constructor method
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# instance method
def getArea
@width * @height
end
end
# create an object
box = Box.new(10, 20)
# call instance methods
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
類的方法和變量：
類變量是一個(gè)變量，這是一個(gè)類的所有實(shí)例之間共享。該變量是一個(gè)實(shí)例，它是可訪問(wèn)對(duì)象實(shí)例。兩個(gè)@字符類變量帶有前綴（@@）。在類定義類變量必須初始化，如下所示。
類方法的定義使用：def self.methodname() 以 end 字符結(jié)束，將被稱為使用classname.methodname類名，在下面的例子所示：
#!/usr/bin/ruby -w class Box # Initialize our class variables @@count = 0 def initialize(w,h) # assign instance avriables @width, @height = w, h @@count += 1 end def self.printCount() puts "Box count is : #@@count" end end # create two object box1 = Box.new(10, 20) box2 = Box.new(30, 100) # call class method to print box count 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:
所定義的任何類的實(shí)例應(yīng)該有一個(gè) to_s 方法返回一個(gè)字符串形式表示對(duì)象。下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)表示一個(gè)Box對(duì)象，在寬度和高度方面：
#!/usr/bin/ruby -w
class Box
# constructor method
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# define to_s method
def to_s
"(w:#@width,h:#@height)" # string formatting of the object.
end
end
# create an object
box = Box.new(10, 20)
# to_s method will be called in reference of string automatically.
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提供了三個(gè)級(jí)別的保護(hù)實(shí)例方法的級(jí)別：public, private 和 protected。 Ruby沒(méi)有應(yīng)用實(shí)例和類變量的任何訪問(wèn)控制權(quán)。
- Public Methods: 任何人都可以被稱為public方法。方法默認(rèn)為公用初始化，這始終是 private 除外。 .
- Private Methods: private方法不能被訪問(wèn)，或者甚至從類的外部瀏覽。只有類方法可以訪問(wèn)私有成員。
- Protected Methods: 受保護(hù)的方法可以被調(diào)用，只能通過(guò)定義類及其子類的對(duì)象。訪問(wèn)保存在類內(nèi)部。
以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明三個(gè)訪問(wèn)修飾符的語(yǔ)法：
#!/usr/bin/ruby -w
# define a class
class Box
# constructor method
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# instance method by default it is public
def getArea
getWidth() * getHeight
end
# define private accessor methods
def getWidth
@width
end
def getHeight
@height
end
# make them private
private :getWidth, :getHeight
# instance method to print area
def printArea
@area = getWidth() * getHeight
puts "Big box area is : #@area"
end
# make it protected
protected :printArea
end
# create an object
box = Box.new(10, 20)
# call instance methods
a = box.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"
# try to call protected or methods
box.printArea()
當(dāng)上面的代碼被執(zhí)行時(shí)，產(chǎn)生下面的結(jié)果。在這里，第一種方法被調(diào)用成功，但第二種方法給一個(gè)提示。
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：
在面向?qū)ο蟮木幊讨凶钪匾母拍钪皇抢^承。繼承允許我們定義一個(gè)類在另一個(gè)類的項(xiàng)目，這使得它更容易創(chuàng)建和維護(hù)應(yīng)用程序。
繼承也提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，重用代碼的功能和快速的實(shí)現(xiàn)時(shí)間，但不幸的是Ruby不支持多級(jí)的繼承，但Ruby支持混入。一個(gè)mixin繼承多重繼承，只有接口部分像一個(gè)專門的實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)類，而不是寫(xiě)入新的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)，程序員可以指定新的類繼承現(xiàn)有類的成員。這種現(xiàn)有的類稱為基類或父類和新類稱為派生類或子類。
Ruby也支持繼承。繼承和下面的例子解釋了這個(gè)概念。擴(kuò)展類的語(yǔ)法很簡(jiǎn)單。只需添加一個(gè)<字符的超類聲明的名稱。例如，定義Box類的子類classBigBox：
#!/usr/bin/ruby -w # define a class class Box # constructor method def initialize(w,h) @width, @height = w, h end # instance method def getArea @width * @height end end # define a subclass class BigBox < Box # add a new instance method def printArea @area = @width * @height puts "Big box area is : #@area" end end # create an object box = BigBox.new(10, 20) # print the area 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：
雖然可以在派生類中添加新的函數(shù)，但有時(shí)想改變的行為已經(jīng)在父類中定義的方法。只需通過(guò)保持相同的方法名和重寫(xiě)該方法的功能，如下圖所示，在這個(gè)例子可以這樣做：
#!/usr/bin/ruby -w # define a class class Box # constructor method def initialize(w,h) @width, @height = w, h end # instance method def getArea @width * @height end end # define a subclass class BigBox < Box # change existing getArea method as follows def getArea @area = @width * @height puts "Big box area is : #@area" end end # create an object box = BigBox.new(10, 20) # print the area using overriden method. box.getArea()
運(yùn)算符重載：
我們想“+”運(yùn)算符使用+，*操作由一個(gè)標(biāo)量乘以一箱的寬度和高度，這里是一個(gè)版Box類的定義及數(shù)學(xué)運(yùn)算符：
class Box def initialize(w,h) # Initialize the width and height @width,@height = w, h end def +(other) # Define + to do vector addition Box.new(@width + other.width, @height + other.height) end def -@ # Define unary minus to negate width and height Box.new(-@width, -@height) end def *(scalar) # To perform scalar multiplication Box.new(@width*scalar, @height*scalar) end end
凍結(jié)對(duì)象：
有時(shí)候，我們要防止被改變的對(duì)象。凍結(jié)對(duì)象的方法可以讓我們做到這一點(diǎn)，有效地把一個(gè)對(duì)象到一個(gè)恒定。任何對(duì)象都可以被凍結(jié)通過(guò)調(diào)用Object.freeze。不得修改凍結(jié)對(duì)象：不能改變它的實(shí)例變量。
可以使用Object.frozen？語(yǔ)句檢查一個(gè)給定的對(duì)象是否已經(jīng)被凍結(jié)，被凍結(jié)的情況下的對(duì)象語(yǔ)句方法返回true，否則返回false值。下面的示例 freeze 的概念：
#!/usr/bin/ruby -w
# define a class
class Box
# constructor method
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# accessor methods
def getWidth
@width
end
def getHeight
@height
end
# setter methods
def setWidth=(value)
@width = value
end
def setHeight=(value)
@height = value
end
end
# create an object
box = Box.new(10, 20)
# let us freez this object
box.freeze
if( box.frozen? )
puts "Box object is frozen object"
else
puts "Box object is normal object"
end
# now try using setter methods
box.setWidth = 30
box.setHeight = 50
# use accessor methods
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：
可以在類里定義分配一個(gè)直接的數(shù)字或字符串值，而不使用其定義一個(gè)變量為@@ 或 @。按照規(guī)范，我們保持常量名大寫(xiě)。
一個(gè)常量一旦被定義就不能改變它的值，但可以在類里像常量一樣直接訪問(wèn)，但如果要訪問(wèn)一個(gè)類之外的常量，那么要使用類名::常量，所示在下面的例子。
#!/usr/bin/ruby -w
# define a class
class Box
BOX_COMPANY = "TATA Inc"
BOXWEIGHT = 10
# constructor method
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# instance method
def getArea
@width * @height
end
end
# create an object
box = Box.new(10, 20)
# call instance methods
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
類常量繼承和實(shí)例方法一樣，可以覆蓋。
創(chuàng)建對(duì)象使用分配：
當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，而不調(diào)用它的構(gòu)造函數(shù)初始化，即可能有一個(gè)情況：采用 new 方法，在這種情況下可以調(diào)用分配，這將創(chuàng)造一個(gè)未初始化的對(duì)象，看下面的例子：
#!/usr/bin/ruby -w
# define a class
class Box
attr_accessor :width, :height
# constructor method
def initialize(w,h)
@width, @height = w, h
end
# instance method
def getArea
@width * @height
end
end
# create an object using new
box1 = Box.new(10, 20)
# create another object using allocate
box2 = Box.allocate
# call instance method using box1
a = box1.getArea()
puts "Area of the box is : #{a}"
# call instance method using box2
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：
如果類定義的可執(zhí)行代碼，這意味著他們?cè)趫?zhí)行的上下文中一些對(duì)象：自身都必須引用的東西。讓我們來(lái)看看它是什么。
#!/usr/bin/ruby -w
class Box
# print class information
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，一個(gè)類的定義，作為當(dāng)前對(duì)象的類并執(zhí)行。在元類和其超類的方法將在執(zhí)行過(guò)程中使用的方法定義。
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