Ruby/Для фанатов

Подробнее о методах

Все функции в Ruby являются методами, то есть свойственны объектам. При программировании на это можно не обращать внимания, поскольку любая программа на Ruby уже является определением класса. У методов могут быть обязательные или необязательные параметры. Методы разграничиваются фигурными скобками или ключевыми словами def и end.

Создание метода

Благодаря тому, что указание класса-носителя метода необязательно, на Ruby можно программировать в функциональном стиле, не заботясь о создании класса-«носителя» для каждой группы методов. Метод создаётся с помощью ключевых слов def … end.

def sum(a, b)
    return a + b
end

sum(10, 2)    #=> 12

Ruby по умолчанию возвратит из метода результат последнего выполненного выражения, поэтому в конце метода или в условных конструкциях слово return можно опускать. Поскольку методы могут быть переопределены в процессе выполнения программы, можно «на ходу» переписать метод так:

def sum(a, b)
    a + b
end

sum(10, 2)    #=> 12

Указание значений по умолчанию

У методов могут быть необязательные аргументы. Для этого им нужно присвоить значение, которое следует применять «по умолчанию»:

def sum(a, b = 5)
    a + b
end

sum(10, 2)    #=> 12
sum(10)       #=> 15

Методы с восклицательным и вопросительным знаком

В Ruby при создании методов можно применять простейшую пунктуацию. Два стандартных приёма применения такой пунктуации — восклицательный и вопросительный знак в конце метода. Методы с вопросительным знаком традиционно работают как предикаты, то есть возвращают true или false. Пример методов-предикатов, — методы массива.

Например, в Java подобные методы начинались бы со слова is: isVolatile(), isEnabled.

Обычно программист, чтобы проверить, пуст ли массив, посмотрит его длину:

arr = []
if arr.length == 0
    puts "empty"
else
    puts "not empty"
end

У массива в Ruby есть метод-предикат .empty?, возвращающий true если массив пуст.

arr = []
if arr.empty?
    puts "empty"
else
    puts "not empty"
end

Если вы реализуете программу, которой будут пользоваться другие, считается хорошим тоном реализовывать методы-предикаты.

Ещё одна их прелесть — сочетание с модификаторами выражения:

arr = [1, 2, 3]
p "Array has something" if arr.any?

Методы с восклицательным знаком на конце меняют объект, к которому привязаны.

string = "   Some string with spaces     "
string.strip!    #=> "Some string with spaces" — возвращает результат операции…
string           #=> "Some string with spaces" …и меняет состояние объекта-адресата

Методы присваивания

Другие особые варианты пунктуации — знак равенства и арифметические знаки.

Знак равенства в конце названия метода означает, что этот метод присваивает свойству объекта значение:

class Bottle
    def capacity
        @capacity
    end

    def capacity=(new_cap)
        @capacity = new_cap
    end
end

bottle = Bottle.new
bottle.capacity = 10     #=> 10, автоматически преобразуется в вызов метода capacity=

второй метод

class Bottle
attr_accessor :capacity, :contents
end

bottle = Bottle.new
bottle.inspect            #=> "#<Bottle:0x2b650d8>"
bottle.capacity = 0.5     #=> 0.5
bottle.contents = "milk"  #=> "milk"
bottle.inspect            #=> "#<Bottle:0x2b650d8 @capacity=0.5, @contents=\"milk\">"
bottle.capacity           #=> 0.5
bottle.contents           #=> "milk"

.......

Операторы

Операторы (умножение, деление, возведение в степень и так далее — вплоть до сравнения!) — тоже методы. Например:

class Broom
    def+(another)
        12 + another
    end
end

whisk = Broom.new
whisk + 10    #=> 22

Это применяется, например, во встроенном в Ruby объекте Time. При прибавлении к нему целого числа он возвращает новый объект Time с добавленным количеством секунд:

t = Time.now     #=> Sun Jun 11 20:29:51
t + 60           #=> Sun Jun 11 20:30:51 — на минуту позже

То же самое характерно для имеющегося в стандартной библиотеке класса Date, но, в отличие от Time, он считает дни вместо секунд.

require 'date'
d = Date.today    #=> Sun Jun 11
d + 1             #=> Mon Jun 12 — на день позже

«Поглощение» аргументов метода

Можно «свернуть» аргументы с помощью звёздочки — тогда метод получит массив в качестве аргумента:

def sum(*members)
    members[0] + members[1]
end

sum(10, 2) #=> 12

Поскольку теперь наш метод принимает неограниченное количество элементов, мы можем пользоваться ими как массивом и в теле функции:

def sum(*members)
    initial = 0
    members.collect{ | item | initial += item }
    initial
end

sum(10, 2)            #=> 12
sum(10, 2, 12, 34)    #=> 58

Можно разделить аргументы на обязательные и необязательные, просто пометив последний аргумент «звёздочкой». Если методу будут переданы только обязательные аргументы, в переменной «со звёздочкой» в теле метода будет пустой массив.

Звёздочкой полезно пользоваться и когда нужно передать методу аргументы, но не хочется указывать их по отдельности. Следуя тому же примеру:

array_to_sum = [10, 2, 12, 34]
sum(*array_to_sum)    #=> 58

Подробнее о замыканиях

Понятие замыканий довольно просто: это часть программы, при создании захватывающая переменные окружающей среды. По сути замыкание есть анонимный метод.

Ruby позволяет создавать анонимные методы и передавать их функциям — такие анонимные методы называются замыканиями. Очень большое количество функций Ruby основано на использовании замыканий. Например, итераторы (такие как each и map). Замыкание — это фактически «функция в функции» — программист определяет операцию, которую необходимо выполнить, но непосредственно её выполнение осуществляет метод, которому замыкание передаётся.

Зачем они нужны

Замыкания позволяют избавиться от очень большого количества операций, которые для каждого программиста являются привычными, а именно:

• поддержание индекса в цикле,
• забота об итераторах как отдельных объектах,
• закрытие ресурса после его использования,
• забота о контексте, в котором выполняется операция.

Как создать замыкание

Замыкание передаётся методу через конструкцию do … end или фигурные скобки. Общепринятым является использовать фигурные скобки, если вызов замыкания умещается на одну строку программы. Для демонстрации работы замыкания мы будем использовать метод .map. Этот метод принимает замыкание и выполняет его строго заданное число раз.

При передаче замыкания методу, замыкание следует за скобками аргументов.

puts (1..3).map(){ "Вау!" }    # выводит Вау! три раза

Поскольку при отсутствии аргументов скобки необязательны, простейшая запись такова:

puts (1..3).map{ "Вау!" }    # выводит Вау! три раза

Важно помнить, что замыкание использует методы и переменные, указанные при его создании, то есть замыкание захватывает контекст, но переменные, определённые в замыкании, остаются для него локальными!

puts (1..3).map{ word = 'Вау!'; word } # выводит Вау! три раза, поскольку замыкание знает
                                       # переменную word, и она определена в нём

puts word                              # вызывает сообщение об ошибке —
                                       # вне замыкания об этой переменной ничего не известно

Необходимо заметить, что если переменная была определена ранее, то она может использоваться внутри замыкания:

word=""
puts (1..3).map{ word = 'Вау!'; word }
puts word                              # выведет Вау!

или

i=0
(1..3).map do |x|
  i = x
end
puts i              # выведет 3

Как уже упоминалось, если замыкание многострочное, целесообразней пользоваться формой с do … end:

(1..3).map do
    random_number = rand()
    puts "Вау — случайный номер!\n" + random_number.to_s
end

Замыкания принимают аргументы

Другое замечательное свойство замыканий — они, как и функции, могут принимать аргументы. В таком случае метод, которому передано замыкание, сам «решает», что это замыкание получит в качестве аргумента. Например, уже продемонстрированный метод .map ещё и передаёт замыканию аргумент, который можно захватить следующим образом:

puts (1..3).map do |i|
    i
end

В данном случае при каждом выполнении замыкания переменная i будет получать значение из диапазона 1..3 в каждом положении итератора, начиная с единицы.

Аргументы метода указываются после открывающей фигурной скобки или после слова do через запятую и ограничиваются двумя вертикальными чертами.

Свои методы с замыканиями

Ключевое слово yield в методе открывает раздвижные двери, впускающие аргумент[ы] в замыкание.

def twice
    yield "и раз"
    yield "и два"
end

twice { |words| puts "!!! " + words }    #=> !!! и раз
                                         #=> !!! и два

При этом строка будет передаваться замыканию в переменную words при каждом выполнении.

Если замыкание обязательно, следует пометить его как последний аргумент метода и в начале аргумента добавить амперсанд:

def twice(&closure)
    yield "и раз"
    yield "и два"
end

twice    #=> Ошибка LocalJumpError - отсутствует замыкание

Последнее утверждение не совсем верно. Даже совсем не верно. Указания переменной замыкания недостаточно для контроля наличия входного замыкания. Дело в том, что в случае, если замыкание не вызывается, то и ошибки не будет:

def func(a, &closure)
    return a if a
    yield "и раз"
    yield "и два"
end

func true     #=> true
func false    #=> LocalJumpError: no block given

Более того, вызов функции twice без указания замыкания также приведёт к ошибке. Таким образом, гораздо лучше вместо введения обязательного параметра задавать замыкание по-умолчанию:

def func(a, &closure)
    return a if a
    closure ||= lambda{ |words| puts "!!! " + words }
    closure.call("и раз")
    closure.call("и два")
end

func true     #=> true
func false    #=> !!! и раз
              #=> !!! и два

func(false){ |words| puts "??? " + words }    #=> ??? и раз
                                              #=> ??? и два

Здесь lambda — пустая функция, а closure.call — явный способ вызова замыкания на выполнение.

Замыкание можно также передать другому методу, просто указав его как последний аргумент с амперсандом:

def writing_to(file, &closure)
    File.open(file, 'w', &closure)
end

Наконец, на десерт, напишем свой inject.

class Array
  def inject2 ( buf )
    self.map do |e|
      buf = yield(buf,e)
    end
    buf
  end
end
 
p [1,2,3].inject2(10){|b,e| b + e} #=> 16
p [1,2,3].inject(10){|b,e| b + e}  #=> 16

Некоторые применения замыканий

Замыкания — одна из главных особенностей Ruby. Уметь ими пользоваться — ключ к очень коротким и очень понятным программам, делающим очень много.

Типичное применение замыкания — когда после выполнений некой операции нужно «вынести мусор»: закрыть открытый ресурс или отсоединиться от сети. Предположим, что мы пишем метод для интернет-системы. При этом мы хотим выполнить несколько операций. Но чтобы их выполнить, нужно подключить пользователя к Сети. После того, как операции завершились, надо его так же незаметно отключить.

connected{ download_email }

В данном случае мы пишем только замыкание с download_email, все заботы по открытию (а главное — закрытию) соединения возьмёт на себя метод connected:

def connected
    connect_to_internet
    result = yield
    disconnect
    result
end

В данном случае мы сохраняем то, что вернуло замыкание, в метод, закрываем соединение и возвращаем результат замыкания как свой собственный.

Чаще всего о методах, принимающих замыкания, можно говорить как о деепричастном обороте — например, «соединившись», «внутри_транзакции», «с файлом», «трижды».

Если воспользоваться встроенной проверкой исключений, то метод принимает такой вид:

def connected
    connect_to_internet
    begin
        result = yield
    ensure
        disconnect
    end
    result
end

Тогда, даже если метод вызовет ошибку, соединение всё равно будет закрыто.

Методы, которых не было

Экспериментально замечено, что во время сессии у студентов значительно повышается способность к изобретениям различного рода. Иногда удаётся направить эту энергию в нужное русло: некоторые студенты во время сдачи зачёта начинают придумывать свои методы. Естественно, что «придуманные методы» они реализовать не могут, но с этим замечательно справляются их преподаватели. Некоторым методам даже дают имена студентов, которые приложили своё незнание к их созданию. Многие из таких методов включают в последующие версии языка.

Ширяевский .size

Студент МЭТТ Ширяев Денис на одном из зачётов предложил использовать метод .size в качестве итератора. Он использовал его для подсчёта количества элементов массива, удовлетворяющих условию. По сути, он предложил укоротить связку .find_all{ … }.size. Вот как будет выглядеть программа подсчёта количества чётных элементов массива:

array = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
array.size{ |i| (i % 2).zero? }    #=> 3

Чтобы заставить работать данную программу, необходимо перед использованием метода .size переопределить его, написав следующий код, который будет реализовывать эту функциональность:

class Array
    def size(&closure)
        closure ? inject(0){ |count, elem| (yield elem) ? count + 1 : count } : length
    end
end

Метод реализован только для массивов, но возможно его добавление к хешам или строкам.

Случайное число из диапазона

Студенты часто возмущаются: почему, чтобы получить случайное число от 3 до 6 нужно писать нечто невнятное вида:

3 + rand(4)

Откуда чего берётся? Почему нельзя написать проще? Например вот так:

(3..6).rand

Действительно, почему? Давайте добавим такую функциональность к классу Range:

class Range
    def rand
        first + Kernel.rand(last - first + (exclude_end? ? 0 : 1))
    end
end

Для проверки можно выполнить следующий код:

p Array.new(100){ (3..6).rand }.uniq.sort   #=> [3, 4, 5, 6]

Что и требовалось реализовать. Кстати, данная реализация имеет один изъян: для строковых диапазонов метод Range#rand будет выдавать ошибку. Решается проблема достаточно просто. Надо реализовать Array#rand (получение случайного элемента массива), а внутри Range#rand вызывать связку .to_a.rand. Теперь тоже самое, но на Ruby:

class Array
    def rand
        self[Kernel.rand(size)]
    end
end

class Range
    def rand
        to_a.rand
    end
end

Или еще проще (без изменения класса Array):

class Range
    def rand
        to_a.sample
    end
end

Для проверки выполним следующий код:

p Array.new(100){ ("a".."c").rand }.uniq.sort  #=> ["a", "b", "c"]

Странно, но, видимо, всё работает!

Способы расширения библиотеки методов

Как добавить метод к массиву/строке/венику?

Важно помнить, что в Ruby все типы являются объектами, даже сами классы. Каждый класс до конца выполнения программы остаётся открытым, а это значит, что в любой тип можно добавить собственные методы (или изменить поведение существующих). Каждый класс можно определять постепенно, в нескольких частях программы:

class Broom
    def sweep
    end
end

Broom.instance_methods    #=> […, "sweep", …]

class Broom
    def wash_lavatory_pan(lavatory_pan)
    end
end

Broom.instance_methods    #=> […, "sweep", …, "wash_lavatory_pan", …]

Метод .instance_methods возвращает массив, который содержит имена методов, которые можно вызвать.

Добавленные методы становятся доступны немедленно, в том числе для уже созданнных экземпляров типа. Стоит помнить, что методы в Ruby — на самом деле «сообщения», и у каждого метода есть «приёмник», то есть объект, которому сообщение отправлено. Метод по умолчанию ищет другие методы в экземпляре класса, поскольку приёмником для него является self.

Простейший пример — добавление метода классу String, выводящий только согласные буквы из строки:

class String
    def consonants
        cons = []
        self.scan(/[BCDFGHJKLMNPRSTVWXZbcdfghjklmnprstvwxz]/){ |m| cons << m }
        cons.uniq.join
    end
end

"Crazy brown fox jumps over a lazy dog".consonants    #=> "Crzbwnfxjmpsvrldg"

Операция расширения класса (добавление нового метода к существующему) по сути не отличается от создания нового класса.

У объектов в Ruby есть методы класса и методы экземпляра. В нашем примере consonants — это именно метод экземпляра. При создании нового класса или изменении существующего создать метод класса можно, начав его имя с имени класса или с self и точки:

class String
    def self.consonants_from(string)
        cons = []
        string.scan(/[BCDFGHJKLMNPRSTVWXZbcdfghjklmnprstvwxz]/){ |m| cons << m }
        cons.uniq.join
    end
end

String.consonants_from("Crazy fox jumps over a lazy dog")    #=> "Crzbwnfxjmpsvldg"

Одним из специфических свойств Ruby является то, что классы сами по себе — экземпляры класса Class, и с ними можно работать как с обычными объектами. Специальный синтаксис для доступа к методам класса в Ruby не нужен. Классы можно хранить в переменных, передавать методам и так далее.

В контексте класса self — это сам класс.

Проиллюстрируем это простым примером. Как мы знаем, у класса File есть метод open. Создадим метод у класса File, дающий нам доступ к временному файлу, создаваемому в момент выполнения кода. Это такой же метод, но открывающий только файлы из директории /tmp:

class File
    def self.temporary(&closure)
        # определим директорию, в которой в данный момент запущена программа
        # методы dirname и expand_path в данном случае — File.dirname и File.expand_path
        dirname = self.dirname(self.expand_path(__FILE__))
        base    = basename(__FILE__, '.rb')         #=> имя файла с программой без расширения .rb
        stamp   = "#{base}_#{Time.now.to_i}.tmp"    #=> системное время в секундах и расширение .tmp

        # File.join соединит фрагменты пути обратным слешем в Windows и прямым слешем на UNIX
        path = self.join(dirname, stamp)
        self.open(path, 'w', &closure)
    end
end

File.temporary { |f| f << "Some info" } #=> #<File:/Tests/(irb)_1151198720.tmp (closed)>

Для управления временными файлами в Ruby существует класс Tempfile. Помимо других достоинств он гарантирует, что созданные временные файлы по завершении программы будут удалены.

Если к классу надо добавить много методов сразу, то при описании класса можно выйти на уровень его объекта-класса. Это свойство в Ruby называется eigenclass (нем. eigen — свой, особый). Подозревая, что многие из читателей незнакомы с математическим понятием собственного значения/вектора/пространства, мы кратко и по-программистски назовём eigenclass айгенклассом. Аналогичные концепции в других языках, например в Smalltalk, от которого Ruby наследовал свою объектную идеологию, называются также метаклассами.

Добавим к классу File метод myself:

class File
    class << self
        def myself
        …
        end
    end
end

Если нужно добавить метод только к конкретному экземпляру, нужно выйти на его айгенкласс:

string = "Crazy brown fox jumps over a lazy dog"
other_string = "Three black witches"

def string.vowels
    vowels = []
    scan(/[AEIOUYaeiuoy]/){ |m| vowels << m}
    vowels.uniq.join
end

string.vowels          #=> "ayoue"
other_string.vowels    #=> NoMethodError: undefined method `vowels' for …

Возможность добавлять и изменять устройство уже существующих классов — одно из основных свойств Ruby, обеспечивающих великую гибкость языка. Часто бывает, что метод возвращает не тот результат, который нам нужен — тогда при его изменении все программы, обращающиеся к данному методу будут получать изменённый результат.

Программист-разрушитель

Как ни странно, изредка программисту приходится взять на себя позицию разрушителя — удалить существующий метод или константу. Метод undef позволяет сделать это:

class Broom
    def sweep
        "Метём!"
    end
end

class Birch_broom < Broom

    def whip(back)
    end

    def wet_in_basin(basin)
    end

    undef sweep

end

broom       = Broom.new
birch_broom = Birch_broom.new

broom.sweep          #=> "Метём!"
birch_broom.sweep    #=> Ошибка NoMethodError — такого метода нет, хоть он и был унаследован

Уничтожение класса несколько сложнее, но тоже возможно:

Object.send(:remove_const, :Broom)

После этого Broom будет существовать только для объекта-экземпляра:

class Broom
end

whisk = Broom.new

Object.send(:remove_const, :Broom)

Broom          #=> Ошибка NameError: неизвестная константа Broom
whisk.class    #=> Broom, всё ещё существует для экземпляра

Это свойство Ruby крайне полезно, если нужно создать класс, наследующий от другого, но при этом имеющий другого родителя. Например:

# В чужой программе:
class Connection < Socket
    # много-много методов…
end

conn = Connection.new()


# В нашей программе:
Object.send(:remove_const, :Connection)

class Connection < EncryptedSocket
    # такие-же методы, как у Connection, но работающие с шифрованным соединением…
end

# В итоге чужая программа будет использовать созданный нами Connection

Полная замена чужих классов довольно опасна, но бывают ситуации, когда эта методика спасает.

История из жизни При разработке своего Rails-приложения мной применялся класс OrderedHash, который работает как стандартный хеш, но при этом имеет упорядоченные ключи. Это позволяет, к примеру, удобно сгруппировать новости по датам, сохраняя порядок дат. В какой-то момент моя программа перестала работать. Почему? В Rails был, для внутренних нужд, добавлен другой класс OrderedHash, но при этом он не соответствовал моему (и даже не соответствовал обычному Hash — некоторых методов в нём просто не было! Благодаря remove_const мне удалось просто выгрузить их класс и заменить его своим. А тесты в комплекте чужой библиотеки позволили удостовериться, что я ничего не испортил и она с моим «внедрённым» классом функционирует нормально. Julik 01:52, 25 июня 2006

Как написать свой класс?

Писать класс не так уж и сложно. Простейший класс будет выглядеть так:

class NewClass
  def initialize(a,b,c)
    @a = a
    @b = b
    @c = c
  end
  
  def output
    puts "a = #{@a}"
    puts "b = #{@b}"
    puts "c = #{@c}"
  end
end
   
newclass = NewClass.new(10,20,30)
  
newclass.output
#=> a = 10
#=> b = 20
#=> c = 30

Методика самопознания

Ruby очень динамичный язык программирования, а это значит, что с ходом выполнения программы состояние/структура объектов/классов может изменяться до неузнаваемости. Казалось бы, программисты на Ruby -- самые настоящие мазохисты. Возможно это и так, но не из-за того, что они программируют на Ruby, так как в него встроены достаточно развитые средства самопознания (унаследованные от языка Smalltalk).

Что такое самопознание?

Если язык Ruby настолько динамичен, то как же определить текущее состояние объекта или класса? Ответ очевиден -- нам нужны методы, которые позволят узнать всю подноготную о текущем состоянии объекта или класса. Именно эти методы мы и будем называть методами самопознания.

Под текущим состоянием мы будем понимать совокупность методов, атрибутов и констант, из которых состоит объект или класс в определенный момент времени выполнения программы В остальных учебниках самопознание именуется как отражение или рефлексия (на английском языке это понятие звучит как reflection)

Сразу после того, как мы узнали информацию о текущем состоянии, у нас может возникнуть непреодолимое желание эту информацию использовать в своих целях. Именно поэтому мы рассмотрим не только методы самопознания, но и методы самомодификации. Переносить их в отдельный раздел особого смысла не имеет (так как их очень мало) и поэтому они будут рассмотрены попутно, как бы между делом.

Методами самомодификации мы будем называть такие, которые позволяют изменять объект или класс на основании информации о его текущем состоянии

Каждый из методов самопознания отвечает на тот или иной вопрос о текущем состоянии. Именно поэтому все дальнейшие заголовки будут выглядеть как вопросы.

Совокупность методов самомодификации и самопознания называют методами метапрограммирования

Какому классу принадлежит объект?

Язык программирования Ruby является строго типизированным (как и большинство других языков), то есть никогда не существует неопределённости по поводу класса того или иного объекта. Долгое время Ruby считали не строго типизированным языком, но это заблуждение, которое возникло из динамической структуры языка: класс переменной определяется объектом, на который ссылается эта переменная и вместе со сменой объекта может поменяться и класс переменной.

Авторы дают неверную интерпретацию понятия "строго типизированный"

Исходя из вышеизложенного, мы можем оказаться в ситуации, когда необходимо узнать, какой класс хранится в той или иной переменной (или возвращается каким либо методом). Для этой цели служит метод .class ("неожиданно", правда?), который возвращает класс, которому принадлежит данный объект.

"типичная строка".class #-> String
0xface.class            #-> Fixnum
9876543210.class        #-> Bignum
1234.class.class        #-> Class
Fixnum.class            #-> Class

Обратите внимание, что метод .class возвращает объект класса Class (очередная неожиданность). А почему же не строка? Дело в том, что от класса можно сразу же вызывать методы этого класса. Например, нужно создать объект точно такого же класса, как и у переменной my_variable. Тогда ваш код может выглядеть следующим образом:

my_variable = [1, 2, 3, 4]
my_variable.class           #-> Array
my_variable.class.new       #-> []
Array.new                   #-> []

Думаю, что никому не надо объяснять, какую мощь дает подобный механизм. Например, в своей деятельности мне не раз приходилось создавать массив классов, от каждого из которых вызывались одни и те же методы.

У метода .class есть синоним .type, но последние версии интерпретатора выдают предупреждение, что метод .type устарел и в дальнейшем исчезнет из языка

От какого класса унаследован этот класс?

Другим инструментом исследования классовой иерархии является метод .superclass, который предназначен для получения класса родителя. Заметим, что метод .superclass можно вызывать только для объекта класса Class, который, в свою очередь, можно получить посредством метода .class. Какое-то сложное определение получилось, но давайте рассмотрим работу метода .superclass на примере:

Integer.superclass                #-> Numeric
123.class.superclass              #-> Integer
123.class.superclass.superclass   #-> Numeric
Numeric.superclass                #-> Object
Object.superclass                 #-> nil

Из примера видно, что посредством последовательного вызова метода .superclass можно узнать обо всей иерархии наследования какого либо класса.

Все пользовательские классы унаследованы от класса Object, даже если в явном виде это не указано Класс Object единственный класс, который не имеет родителя (суперкласса) и поэтому метод .superclass вынужден вернуть nil В версии Ruby 2.0 класс Object имеет родителя BasicObject

Какие классы/модули использовались этим классом?

На первый взгляд может показаться странным такой вопрос, так как мы уже знаем метод superclass, что дает нам возможность получить достоверную информацию о иерархии родительских классов. Дело в том, что в языке Ruby отсутствует множественное наследование, которое компенсируется механизмом примесей. Вот для того, чтобы получить массив всех классов/модулей, которые относятся к данному классу и существует метод .ancestors. Посмотрим его в деле:

Fixnum.ancestors #-> [Fixnum, Integer, Precision, Numeric, Comparable, Object, Kernel]

В соответствии с негласным правилом, методы, имена которых заканчиваются на s возвращают массив. Это правило получило свое дальнейшее развитие в Ruby on Rails и его следует придерживаться всем разработчикам на Ruby

Обратите внимание, что текущий класс располагается нулевым элементом в массиве, а все остальные классы расположены в порядке наследования/примешивания.

Как получить список примесей класса?

Поработав с методом .ancestors может возникнуть резонный вопрос, а что если нужно получить только список примесей без родительских классов? В принципе, для этого надо знать только то, что все примеси имеют класс Module. Узнать это можно, если выполнить простенькую программу:

[Fixnum, Integer, Precision, Numeric, Comparable, Object, Kernel].
  map{ |c| c.class } #-> [Class, Class, Module, Class, Module, Class, Module]

Поэтому, для того, чтобы получить список примесей класса, можно воспользоваться следующей программой:

Fixnum.ancestors.select{ |c| c.class == Module } #-> [Precision, Comparable, Kernel]

Но зачем писать больше, если для этого есть специальный метод .included_modules, который возвращает список подключенных примесей.

Fixnum.included_modules #-> [Precision, Comparable, Kernel]

Ну, а если результат одинаковый, то для решения этой задачи лучше вызвать один метод .included_modules вместо двух (ancestors и .select).

Как получить список всех родительских классов?

Хочу сразу Вас огорчить, что для решения этой задачи специального метода не существует, а это значит, что задачу будем решать через уже известные.

my_variable = 123
class_array = my_variable.class.ancestors - 
  my_variable.class.included_modules  #-> [Fixnum, Integer, Numeric, Object]
class_array.join(" < ")               #-> "Fixnum < Integer < Numeric < Object"

Последняя строка примера мне особенно нравится. В ней наглядно представлена вся иерархия наследования для класса Fixnum. Очень странно, что такой вопрос довольно часто возникает, а специального метода для его решения -- нет. Непорядок!

class Class
  def hierarchy
    ancestors - included_modules
  end
end

Fixnum.hierarchy.join(" < ")   #-> "Fixnum < Integer < Numeric < Object"

Для поиска списка всех родительских классов мы создали метод .hierarchy в классе Class. Родительские классы возвращаются в виде массива объектов класса Class. Вот теперь порядок!

Следует помнить, что подключенные примеси и используемые классы -- это понятия, которые действительны только для классов (то есть объектов класса Class)

Является ли данный объект экземпляром этого класса?

Вопрос дурацкий, но тем не менее стоит того, чтобы его осветили. Почему дурацкий? Да потому, что мы запросто можем узнать класс объекта при помощи метода .class и сравнить два класса при помощи методов == и !=.

Fixnum == 5.class   #-> true
[].class != Array   #-> false
String == Array     #-> false

Для подобной же цели придуман специальный метод .instance_of?, который позволяет заменить связку методов .class и ==.

5.instance_of?( Fixnum )     #-> true
5.instance_of?( Integer )    #-> false
[].instance_of?( Array )     #-> true
String.instance_of?( Array ) #-> false
String.instance_of?( Class ) #-> true

Метод .instance_of? можно перевести на русский, как вопрос "является ли экземпляром класса?"

Обратите внимание, что число пять хоть и является целым, но метод .instance_of? не признает его экземляром класса Integer. В принципе он прав: число пять является экземпляром класса Fixnum, а не Integer. Это означает, что метод .instance_of? излишне строг.

И что же нам делать, если эта строгость нам ни к чему? Для этого можно воспользоваться методами .class, .ancestors и .include?, которые будут учитывать не только текущий класс, но и его родительские классы с примесями.

my_number = 5
my_number.class.ancestors.include?( Fixnum )      #-> true
my_number.class.ancestors.include?( Integer )     #-> true
my_number.class.ancestors.include?( Enumerable )  #-> false
my_number.class.ancestors.include?( Comparable )  #-> true

Подобный код замечательно решает поставленную нами задачу, но выглядит громоздким. Немудрено, что для подобной задачи применяется специальный метод .is_a? (и его менее популярный псевдоним .kind_of?).

my_number = 5
my_number.is_a?( Fixnum )      #-> true
my_number.is_a?( Integer )     #-> true
my_number.is_a?( Enumerable )  #-> false
my_number.is_a?( Comparable )  #-> true

Результаты примера следует интерпретировать так: число пять является целым (класс Integer), но не слишком большим (класс Fixnum); при этом, элементы этого типа можно сравнивать между собой (примесь Comparable), но перечислимым множеством они не являются (примесь Enumerable).

Метод .is_a? используется чаще своего псевдонима .kind_of?, так как количество символов в этом методе меньше (на целых три). А если не видно разницы, то зачем писать больше? Метод .is_a? можно перевести на русский, как вопрос "является ли?" Псевдоним .kind_of? создан для переселенцев с других языков программирования, вроде C++ и Java

А как сравнивать классы между собой?

Сравнением классов мы занимались и ранее, но использовали только методы != и ==. Помимо них, можно использовать и все остальные: >, <, >=, <= и даже <=>.

Подобное разнообразие методов сравнения связано с тем, что в класс Class включили примесь Comparable, то есть сделали объекты класса Class сравнимыми между собой

Для того, чтобы разобраться в работе методов сравнения, рассмотрим несколько примеров, а потом подробно разберем их результаты.

Fixnum < Numeric #-> true
Object > Integer  #-> true
Float < Integer   #-> nil
IO <= File        #-> false

Метод "меньше" воспринимается Ruby, как вопрос "является ли потомком?", то есть первый пример можно расценить как вопрос вида: "класс Fixnum является ли потомком класса Numeric?" Если мы взглянем на иерархию наследования чисел, то увидим, что утвердительный ответ (true) на этот вопрос вполне оправдан.

Следуя той же логике, метод "больше" воспринимается как вопрос "является ли родителем?", то есть второй пример можно расценить как вопрос вида: "класс Object является ли родителем класса Integer?" Так как все классы унаследованы от класса Object (кроме самого Object), то утвердительный ответ (true) не должен нас сильно удивить.

Третий пример нам демонстрирует одну интересную особенность методов сравнения: если классы не состоят в отношениях "родитель-потомок", то они являются несравнимыми и поэтому метод сравнения отреагировал на эту ситуацию возвратом nil.

Напомним, что в логическом контексте объект nil равносилен объекту false (то есть они являются взаимозаменяемыми)

Последний пример демонстрирует работу метода "меньше или равно". Он соединяет в себе методы "меньше" и "равно", то есть воспринимается как вопрос вида: "является ли класс IO классом File или его потомком?" Исходя из того, что класс File является потомком класса IO, а не наоборот, ответ на этот вопрос отрицательный (false).

Какие константы доступны?

Чтобы узнать какие константы объявлены в том или ином классе/модуле необходимо вызвать метод .constants (еще одна "неожиданность") от этого класса/модуля.

class MyClass
  MY_CONST = "все равно какое значение"
end

MyClass.constants #-> ["MY_CONST"]
Math.constants    #-> ["E", "PI"]
Math::E           #-> 2.71828182845905
Math::PI          #-> 3.14159265358979
MyClass::MY_CONST #-> "все равно какое значение"

Имена всех констант начинаются с ПРОПИСНОЙ латинской буквы, но обычно их записывают полностью ПРОПИСНЫМИ буквами Все константы являются элементом какого либо класса/модуля, то есть всегда привязаны в какому либо классу/модулю. Если класс/модуль для константы явно не указан, то имеется в виду базовый класс Object Обратите внимание, что метод .constants возвращает не значения констант, а только их имена в виде строк

Эта константа объявлена?

С высоты полученных ранее знаний, мы можем решить эту задачу следующим образом:

Math.constants.include?( "Pi" )           #-> false
Math.constants.include?( "PI" )           #-> true

Для решения задачи использовалась комбинация методов .constants и .include?, что не совсем рационально, так как метод .constants возвращает массив, содержащий список всех констант модуля или класса. В нашем случае это не совсем критично, но существуют классы (вроде Object), где количество констант может составлять десятки, а то и сотни. Поэтому, правильней будет использовать специальный метод .const_defined?, который сделает то же самое, но без промежуточного массива (чем сэкономит нам массу ценнейших микросекунд и байт памяти).

Math.const_defined?( "Pi" )           #-> false
Math.const_defined?( "PI" )           #-> true

Этот же метод хорошо использовать для проверки доступности того или иного класса, так как практически все классы представляют собой константы класса Object.

Существует способ создать класс, но не присваивать ему имя. Только этот способ мы пока рассматривать не будем

Object.const_defined?("Math")     #-> true
Object.const_defined?("Complex")  #-> false

Из примера следует, что модуль Math с математическими методами доступен, а вот классу комплексных чисел повезло меньше.

Как по имени константы получить ее значение?

Давайте еще раз посмотрим на пример получения доступных констант:

Math.constants    #-> ["E", "PI"]

Мы лишь узнали имена констант, но их значения нам пока не доступны. Для того, чтобы получить значения константы существует метод .const_get (который также следует вызывать от конкретного класса или модуля). Для примера, давайте заменим имена констант из предыдущего примера на их значения:

Math.constants.map{ |const_name| 
  Math.const_get( const_name ) 
}#-> [2.71828182845905, 3.14159265358979]
  
Math.const_get( "PI" )  #-> 3.14159265358979
Math::PI                #-> 3.14159265358979

Обратите внимание, что внутри итератора .map нам приходится указывать конкретный модуль (Math), чтобы метод .const_get нормально работал. Иначе возникнет ошибка вида NoMethodError

Какие классы доступны для использования?

Так как имена всех классов являются константами, то сведем задачу к предыдущей -- найдем все константы класса Object (он является базовым для всех остальных классов), которые являются объектами класса Class:

classes = Object.constants.select{ |const_name| 
  Object.const_get( const_name ).is_a? Class 
}.sort  #-> ["ArgumentError", "Array", ..., "ZeroDivisionError"]

classes.size  #-> 79

Последняя сортировка (метод .sort) нужна для красоты, так как в исходном массиве (который вернул итератор .select) имена констант не упорядочены.

Все ошибки имеют свой собственный класс. Сделано это для того, чтобы можно было обработку ошибок настраивать на конкретный класс ошибок. Имена таких классов всегда заканчиваются на слово Error

Все бы хорошо, но почти восемьдесят классов -- это перебор. Надо бы удалить классы, которые являются классами ошибок, так как они не очень нам интересны. Для этого надо избавиться от классов, имена которых заканчиваются на слово Error. Чтобы это осуществить, необходимо добавить к предыдущему примеру следующий код:

without_error = classes.select{ |class_name| 
  !class_name[/Error$/] 
} #-> ["Array", "BasicSocket", ..., "UnboundMethod"]

without_error.size  #-> 54

Те читатели, которым интересны только классы ошибок, могут использовать следующий код:

classes - without_error  #-> ["ArgumentError", ..., "ZeroDivisionError"]

Упорядоченность результата в последнем примере унаследована от упорядоченности массива classes.

Как изменить значение константы?

Вы сами хоть поняли, что спросили? Константа потому и константа, что ее значение неизменно. Ситуаций, когда необходимо изменить значение константы просто не должно возникать!

Любые попытки поменять значение константы будут вызывать бурную реакцию со стороны интерпретатора. Он будет выдавать предупреждение вида: "значение этой константе уже присвоено"

Тем не менее, существует способ создать новую константу. Сделать это можно посредством метода присвоения.

Pi = 3.14
Pi        #-> 3.14
Math::Pi = 3.1415
Math::Pi  #-> 3.1415

Создавать новую константу можно не только для корневого класса (Object), но и для любого другого модуля или класса (имя которого необходимо указать перед вызовом метода)

Все это замечательно, но что делать если задано только имя константы в виде строки? Для этих целей используется метод .const_set, который нужно вызывать от класса, в который следует добавить новую константу. Давайте перепишем предыдущий пример с тем предположением, что имя константы нам задано в виде строки.

Object.const_set("Pi",3.14)
Pi                      #-> 3.14
Object.const_get("Pi")  #-> 3.14
Math.const_set("Pi",3.1415)
Math::Pi                #-> 3.1415
Math.const_get("Pi")    #-> 3.1415

Напоминаем, что для получения значения константы, заданной только своим именем, осуществляется методом .const_get

Еще немножко усложним задание. Пусть теперь в виде строки задано не только имя константы, но и имя класса. Тогда решение может выглядеть следующим образом:

Object.const_get("Math").const_set("Pi",3.1415)
Object.const_get("Math").const_get("Pi")    #-> 3.1415
Object.const_get("Math").const_get("PI")    #-> 3.14159265358979

Все это время мы создавали константу Pi в модуле Math. Имейте в виду, что в реальности это не требуется, так как в этом самом модуле уже задана константа PI, которая имеет достаточно точное значение числа Пи

Получается достаточно длинное выражение, но иногда у программиста просто нет возможности его сократить.

Какие переменные доступны?

Переменные бывают следующих видов: экземпляра, класса, локальные и глобальные. Первые два вида переменных еще называют атрибутами и они имеют очень важное значение для самопознания. Тем не менее, мы сначала рассмотрим методы самопознания для последних двух видов переменных, так как работа с ними наиболее простая и незамысловатая.

Какие глобальные переменные доступны?

Для того, чтобы получить список глобальных переменных надо вызвать метод global_variables (который следует вызывать без указания класса, так как он является закрытым).

global_variables                  #-> ["$-v", "$FILENAME", ..., "$KCODE"]
global_variables.include?( "$a" ) #-> false
$a = 1
global_variables.include?( "$a" ) #-> true

Метод .include? применен для того, чтобы читателю не пришлось просматривать весь список глобальных переменных в поисках $a.

Имена глобальных переменных всегда имеют префикс $. Переменные называются глобальными потому, что их область видимости распространяется на всю программу, а не только на какой-то конкретный класс, объект или метод

Какие локальные переменные доступны?

Список локальных переменных доступен посредством вызова метода local_variables (который также следует вызывать без указания класса, так как он тоже является закрытым).

local_variables   #-> []
a = 1
local_variables   #-> ["a"]

Имена всех локальных переменных начинаются со строчной latinskoi' буквы или знака _. Локальными они называются потому, что их область видимости распространяется только на конкретный блок или метод

Почему глобальные и локальные переменные считаются не интересными с точки зрения самопознания? Дело в том, что значения этих переменных лишь косвенным образом влияют на текущее состояние классов или объектов. Именно поэтому, среди методов самопознания отсутствуют те, которые позволили бы получить или изменить текущее состояние глобальной или локальной переменной.

Какую информацию можно получить о переменных экземпляра?

Теперь перейдем к более полезным и востребованным видам переменных: экземпляра (объекта) и класса. Начнем по-порядку, с переменных экземпляра.

Имена переменных экземпляра иногда называют атрибутами экземпляра, но мы будем называть переменные экземпляра атрибутами только в том случае, если они имеют внешний интерфейс (открытые методы изменения и получения значения) Имена переменных экземпляра всегда имеют префикс @. Они называются переменными экземпляра потому, что их область видимости распространяется не дальше конкретного экземпляра, то есть текущее значение этих переменных определяет текущее состояние данного экземпляра

Метод получения массива имен переменных экземпляра называется .instance_variables (префикс instance_ практически всегда указывает на принадлежность к экземпляру).

class Sample
  def initialize
    @variable_1, @variable_2 = 1, "а можно не только число"
  end
end

my_object = Sample.new
my_object.instance_variables #-> ["@variable_1", "@variable_2"]

В данном примере мы придумали класс Sample и создали конструктор этого класса .initialize, который вызвали посредством обращения Sample.new. Конструктор вернул нам экземпляр класса Sample, от которого мы и вызвали метод .instance_variables.

Теперь мы можем получить значение любой из этих переменных посредством вызова метода .instance_variable_get:

my_object.instance_variable_get( "@variable_1" ) #-> 1
my_object.instance_variable_get( "@variable_2" ) #-> "а можно не только число"

У переменных экземпляра можно не только узнать значение, но и поменять его. Осуществить это можно посредством метода .instance_variable_set

my_object.instance_variable_set( "@variable_1", 2 )
my_object.instance_variable_get( "@variable_1" )    #-> 2

Помимо рассмотренных методов получения/изменения, есть еще и метод удаления переменной экземпляра .remove_instance_variable, то есть можно в любой момент времени удалить переменную экземпляра. Давайте рассмотрим, что из этого получится:

class Sample
  def initialize
    @variable_1, @variable_2 = 1, "а можно и число"
  end
  
  def remove( name )
    remove_instance_variable( name )
  end
end

my_object = Sample.new
my_object.instance_variables    #-> ["@variable_1", "@variable_2"]
my_object.remove("@variable_1")
my_object.instance_variables    #-> ["@variable_2"]

Создавать дополнительный метод .remove в классе Sample пришлось потому, что метод .remove_instance_variable является закрытым, то есть он может быть использован только внутри метода экземпляра. Если создание дополнительного метода не требуется, то можно использовать метод .instance_eval, который выполняет любой программный код в контексте экземпляра. Перепишем наш пример с использованием этого метода.

Блок метода .class_eval может иметь параметр -- текущий экземпляр (он же self), в контексте которого выполняется блок

class Sample
  def initialize
    @variable_1, @variable_2 = 1, "а можно и число"
  end
end

my_object = Sample.new
my_object.instance_variables        #-> ["@variable_1", "@variable_2"]
my_object.instance_eval{ remove_instance_variable( "@variable_1" ) }
my_object.instance_variables        #-> ["@variable_2"]
my_object.instance_eval{ remove_instance_variable( "@variable_2" ) }
my_object.instance_variables        #-> []

Кстати, метод .instance_eval можно использовать для получения значения переменной экземпляра. Например вот так:

Sample.new.instance_eval{ @variable_1 }   #-> 1

Какую информацию можно получить о переменных класса?

Работа с переменными класса осуществляется практически также, как и с переменными экземпляра. С той лишь разницей, что в названии методов вместо слова instance_ надо писать class_. На этом можно было бы и закончить, но давайте все таки рассмотрим примеры применения этих методов.

Имена переменных класса иногда называют атрибутами класса, но мы будем называть переменные класса атрибутами только в том случае, если они имеют внешний интерфейс (открытые методы изменения и получения значения) Имена переменных класса всегда имеют префикс @@. Они называются переменными класса потому, что их область видимости распространяется не дальше конкретного класса, то есть текущее значение этих переменных определяет текущее состояние данного класса

В соответствии с вышеизложенным правилом, заменяем в названии метода .instance_variable слово instance_ на class_ и получаем название метода, который получает массив имен переменных класса.

class Sample
  @@variable_1, @@variable_2 = 1, "а можно и число"
end

Sample.class_variables  #-> ["@@variable_2", "@@variable_1"]

Как и прежде, мы создали класс Sample, но на этот раз не стали реализовывать конструктор .initialize, так как для работы с классом совсем не обязательно создавать его экземпляр (методом .new).

Пришло время рассмотреть методы получения и изменения значения переменной класса. В примере мы изменим значение переменной класса (методом class_variable_set) и сразу же получим ее новое значение (методом class_variable_get). Основная проблема заключается в том, что оба метода являются закрытыми. Поэтому их вызов возможен только в контексте метода класса. Для решения этой проблемы мы создадим метод Sample.change, который будет менять переменную и возвращать ее новое значение в качестве своего результата.

class Sample
  def Sample.change( name, value )
    class_variable_set( name, value )
    class_variable_get( name )
  end
end

Sample.change( "@@variable_1", 2 )  #-> 2

Честно говоря, идея создавать метод класса для того, чтобы изменить переменную класса -- не самая лучшая идея. Проблема заключается в том, что мы порождаем новую сущность, которая может нам и не понадобиться. Как раз для того, чтобы выполнить нужные нам закрытые методы без создания еще одного и существует метод .class_eval. Он позволяет выполнять произвольный программный код в контексте класса, а в качестве параметра принимает блок кода, который необходимо выполнить в нужном контексте. Перепишем наш пример с применением метода .class_eval:

Sample.class_eval{
  class_variable_set( "@@variable_1", 2 )
  class_variable_get( "@@variable_1" )  
}   #-> 2

Блок метода .class_eval может иметь параметр -- класс (объект класса Class), в контексте которого выполняется блок. В нашем случае он абсолютно бесполезен, но возможно, что кому-то и пригодится (например, если класс, от которого вызывается метод .class_eval -- неизвестен)

Ну и напоследок рассмотрим увлекательный процесс удаления переменных класса. Делается это при помощи метода remove_class_variable и при помощи уже известного нам метода .class_eval (так как метод remove_class_variable является закрытым).

class Sample
  @@variable_1, @@variable_2 = 1, "а можно и число"
end

Sample.class_variables        #-> ["@@variable_1", "@@variable_2"]
Sample.class_eval{ remove_class_variable( "@@variable_1" ) }
Sample.class_variables        #-> ["@@variable_2"]
Sample.class_eval{ remove_class_variable( "@@variable_2" ) }
Sample.class_variables        #-> []

Получить значение переменной класса без помощи метода class_variable_get (только при помощи .class_eval) у меня не получилось. Возможно, что это получится у вас

Какие методы доступны?

Посмотреть список доступных методов вызвав .methods При этом необходимо учитывать, что когда мы производим вызов метода для класса, там не будут содержаться методы, определенные в нем (и доступные для экземпляров этого класса). Так например

class Sample
  def method1
    puts '1st method'
  end
  def method2
    '2nd method'
  end
end
a = Sample.new

puts Sample.methods.include?(:method1)
puts a.methods.include?(:method1)

для первого случая вернет false, в то время, как при проверке наличия метода method1 в экземпляре(a) класса(Simple) вернет true

Можно ли вызвать этот метод?

Для проверки этого используется метод .respond_to?. Этот метод возвращает, отвечает ли класс на вызов переданного в .respond_to? параметры(имени метода) По аналогии с предыдущим примером

class Sample
  def method1
    puts '1st method'
  end
  def method2
    '2nd method'
  end
end
a = Sample.new

puts Sample.respond_to?(:method1)
puts a.respond_to?(:method1)

вернет

 false
 true

так же возможен вызов, когда методу передаются не символы, а стока - имя проверяемого метода:

puts Sample.respond_to?('method1')
puts a.respond_to?('method1')