Ruby
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编程范型面向对象命令式函数式
設計者松本行弘
實作者松本行弘等人
发行时间1995年
穩定版本
3.0.1
( 2021年4月5日,​2天前​(2021-04-05
型態系統动态类型
作業系統跨平台
許可證Ruby许可证英语Ruby License[1] / BSD许可证[2] / GNU通用公共许可证第二版[3]
網站www.ruby-lang.org 編輯維基數據鏈接
主要實作產品
Ruby MRI英语Ruby MRIYARVRubinius英语RubiniusMagLev英语MagLev (software)JRuby
MacRuby英语MacRubyRubyMotion英语RubyMotionHotRuby英语HotRubyIronRuby
mruby
啟發語言
Ada[4]C++[4]CLU[5]Dylan[5]Eiffel[4]
Lisp[5]Perl[5]Python[5]Smalltalk[5]
影響語言
ClojureD[6]ElixirFalconFancy英语Fancy (programming language)[7]Groovy
Ioke英语Ioke (programming language)[8]Mirah英语Mirah (programming language)Nu[9]Reia英语Reia (programming language)Potion英语Potion (programming language)

Ruby 是一种面向对象命令式函数式动态通用编程语言。在20世纪90年代中期由日本電腦科學家松本行弘(Matz)设计并开发。

遵守BSD许可证和Ruby License[10][註 1]。它的灵感与特性来自于PerlSmalltalkEiffelAda以及Lisp语言。由Ruby语言本身还发展出了JRubyJava平台)、IronRuby.NET平台)等其他平台的Ruby语言替代品。

歷史

Ruby的作者松本行弘

Ruby的作者--松本行弘於1993年2月24日開始編寫Ruby,直至1995年12月才正式公開發佈於fj(新聞群組)。之所以稱為Ruby是取法自Perl,因為Perl的發音與6月的誕生石pearl(珍珠)相同,Ruby選擇以7月的誕生石ruby(紅寶石)命名。

Ruby相較之下比其他類似的程式語言(如PerlPython)年輕,又因為Ruby是日本人發明的,所以早期的非日文資料和程式都比較貧乏,在網上仍然可以找到早期對Ruby的資料太少之類的批評。約於2000年,Ruby開始進入美國,英文的資料開始發展。

2004年,Rails框架誕生,Ruby更加廣為人知,Ruby並於2006年為TIOBE獲選為年度程式語言。

Ruby的理念

减少编程时候的不必要的琐碎时间,令编写程序的人高兴,是设计Ruby语言的Matz的一个首要的考虑;其次是良好的界面设计。他强调系统设计必须强调人性化,而不是一味从机器的角度设想[11]

遵循上述的理念,Ruby语言通常非常直观,按照编程人认为它应该的方式运行。

Ruby的作者認為Ruby > (Smalltalk + Perl) / 2[來源請求],表示Ruby是一個语法像Smalltalk一样完全面向对象、脚本執行、又有Perl強大的文字處理功能的程式語言。

Ruby的版本体系

Ruby版本号的构成形式是(MAJOR).(MINOR).(TEENY),均为只有1位的整数;如“1.8.6”、“1.9.3”。

1.9版系统的TEENY不小于1时为稳定版,TEENY为0的版本是开发版。在1.9之前的版本中偶数MINOR代表稳定版,奇数MINOR代表开发版。[12]

Ruby的Hello World程序

下面是一个在标准输出设备上输出Hello World的简单程序:

#!/usr/bin/env ruby
puts "Hello, world!"

或者是在irb互動式命令列的模式下:

>>puts "Hello, world!"
Hello, world!
=> nil

Ruby的特点

變數與函數的命名規則

乍看之下與Perl的命名規則有些類似,不過Perl的命名用來區分純量、陣列與映射;而Ruby的命名規則用來表示變數與類別的關係。Ruby的變數有以下幾種:

  • 一般小寫字母、底線開頭:變量(Variable)。
  • $開頭:全局變量(Global variable)。
  • @開頭:實例變量(Instance variable)。
  • @@開頭:類別變量(Class variable)類別变量被共享在整个继承链中
  • 大寫字母開頭:常數(Constant)。

有些函數則會加一個後綴,用來表示函數的用法,跟變數命名規則不同,函數的命名規則只是習慣,不具強制性,即使你不照規則命名也不影響程式運作

  • =結尾:赋值方法,相當於其他程式語言的set開頭的方法,算是一種語法糖
  • !結尾:破壞性方法,呼叫這個方法會修改本來的物件,這種方法通常有個非破壞性的版本,呼叫非破壞性的版本會回傳一個物件的副本。
  • ?結尾:表示這個函數的回傳值是個布林值。

多種字串表示法

Ruby提供了多種字串的表示方法,方便撰寫有大量文字資料的程式。除了来自C语言的引号表示法之外,还有来自于Perl的百分号字面量记法,以及方便书写大量内容的Heredoc记法。Ruby可以方便地以#{variable_name}的方式向字符串中插入变量。

a = '\n这是一个单引号的字符串,反斜线和变量插值不会被转义'

b = %q{这是一个不可转义的字符串}

c = "\n这是一个双引号的字符串,反斜线和变量插值会被转义\n#{a}"

d = %Q{\n這是一個常量字串,特殊内容同样会被转义\n}

e = <<BLOCK
这是一个以Heredoc方式书写的常量字符串,可转义,结尾标志不可缩进
BLOCK

f = <<-BLOCK
      这是一个可以缩进的Heredoc字符串
    BLOCK

g = <<~BLOCK
      这是一个可以缩进的Heredoc字符串
      缩进会被自动去掉,在2.3版本中引入
    BLOCK

h = %/\t这是一个可转义的的字符串\n/

動態修改物件、類別

Ruby是动态语言,你可以在程序中修改先前定义过的類別。 也可以在某个类別的实例中定义该实例特有的方法,这叫做原型方法(prototype)。

class MyClass
  def the_method
    "general method"
  end
end

mc = MyClass.new
def mc.the_method
  "special for this instance."
end

mc.the_method

強大的反射機制與元編程

Ruby的反射功能相當驚人,甚至可以自行追蹤程式運作,或是取出private變數、攔截方法的呼叫。 常常與『可以動態的修改物件』這項特色結合,做為『元編程』的功能:程式在運行時, 可以由程式設計師提供的資訊,自行生成、修改類別或物件,這項功能大大的提高了撰寫程式碼的效率。 在Rails之中,就大量使用了這種特性。

以下為用Rails使用元編程的範例:

class Project < ActiveRecord::Base
  belongs_to :portfolio
  has_one    :project_manager
  has_many   :milestones
end

在這個例子中,Project類別繼承Base類別,Base類別內建的belongs_tohas_onehas_many方法,便會根據參數來修改Project類別的內容,並自行建立其他相關的方法。程式設計師可以更專心處理程式的運作,而不必為每個類別重複得撰寫程式碼。

其他特色

  • 完全物件導向:任何東西都是物件,沒有基礎型別
  • 變數是動態类型
  • 任何東西都有值:不管是四則運算、邏輯表達式還是一個語句,都有回傳值。
  • 运算符重载
  • 垃圾回收
  • 强类型[13]
  • 变量无需声明
  • 讓人意外之處

    • 在Ruby中,只有falsenil表示false,其它的所有值都表示true(包括00.0""[][14]。這點和C語言的『用0代表false』不同。
    • Ruby的字串是可改變的,這與Java固定不變的字串不同。在Ruby中,常用Symbol对象来表示不可变的字符串。Ruby 2.3提供了默认冻结字符串的选项,在源码开头添加魔术注释# frozen_string_literal: true可以打开这个选项,当用户试图更改String对象时会抛出运行时异常。同时,松本行弘表示,在Ruby 3中,字符串将是默认不可变的。[15]
    • Ruby的繼承功能相當脆弱,儘管Ruby是一個物件導向語言,Ruby內的許多規則,卻使得子類別有可能不小心就覆寫了父類別的功能,在《The Ruby Programming Language》一書中,建議除非程式設計師對一個類別相當了解,否則盡可能不要使用繼承。

    和Perl 6比較

    • CPAN上排名第一名,同時也是Perl 6的開發者的唐鳳(Autrijus / Audrey)說:「Ruby就是『沒有到處打廣告的Perl 6』」。[16][17]
    • 松本行弘在接受歐萊禮(O'Reilly)訪問時,提到「Ruby借用了很多Perl的東西……,Python遠比Perl要少……」、「我認為Ruby這個名字作為Perl之後的一門語言的名字真是再恰當不過了。」[18]
    • Perl之父

      下面的代码可以在Ruby shell中运行,比如irb互動式命令列,或者保存为文件并运行命令ruby <filename>

      • 一些基本的Ruby代码:
      # Everything, including a literal, is an object, so this works:
      -199.abs                                                # 199
      "ruby is cool".length                                   # 12
      "Rick Astley".index("c")                                # 2
      "Nice Day Isn't It?".downcase.split(//).sort.uniq.join  # " '?acdeinsty"
      
      • 一些转换:
      puts "What's your favorite number?"
      number = gets.chomp
      outputnumber = number.to_i + 1
      puts outputnumber.to_s + ' is a bigger and better favorite number.'
      

      集合

      a = [1,'hi', 3.14, 1, 2, [4, 5]]
      
      p a[2]           # 3.14
      p a.[]2# 3.14
      p a.reverse      # [[4, 5], 2, 1, 3.14, 'hi', 1]
      p a.flatten.uniq # [1, 'hi', 3.14, 2, 4, 5]
      
      • 构造和使用关联数组:
      hash = { :water => 'wet', :fire => 'hot' }
      puts hash[:fire] # Prints:  hot
      
      hash.each_pair do |key, value| # Or:  hash.each do |key, value|
      puts "#{key} is #{value}"
      end
      
      # Prints:  water is wet
      #          fire is hot
      
      hash.delete :water # Deletes :water => 'wet'
      hash.delete_if {|k,value| value=='hot'} # Deletes :fire => 'hot'
      

      块和迭代器

      • 有两个语法用于创建块:
      { puts "Hello, World!" } # Note the { braces }
      #or
      do puts "Hello, World!" end
      
      • 传参数的块使用闭包Closure
      # In an object instance variable (denoted with '@'), remember a block.
      def remember(&a_block)
        @block = a_block
      end
      
      # Invoke the above method, giving it a block which takes a name.
      remember {|name| puts "Hello, #{name}!"}
      
      # When the time is right (for the object) -- call the closure!
      @block.call("Jon")
      # => "Hello, Jon!"
      
      • 从方法中返回闭包:
      def create_set_and_get(initial_value=0) # Note the default value of 0
        closure_value = initial_value
        return Proc.new {|x| closure_value = x}, Proc.new { puts closure_value }
      end
      
      setter, getter = create_set_and_get  # ie. returns two values
      setter.call(21)
      getter.call # => 21
      
      • 迭代调用调用时提供的块:
      def use_hello
        yield "hello"
      end
      
      # Invoke the above method, passing it a block.
      use_hello {|string| puts string} # => 'hello'
      
      • 使用块迭代数组:
      array = [1, 'hi', 3.14]
      array.each { |item| puts item }
      # => 1
      # => 'hi'
      # => 3.14
      
      array.each_index { |index| puts "#{index}: #{array[index]}" }
      # => 0: 1
      # => 1: 'hi'
      # => 2: 3.14
      
      (3..6).each { |num| puts num }
      # => 3
      # => 4
      # => 5
      # => 6
      

      像inject()方法可以接收一个参数和一个块。迭代的注入列表的每一个成员,执行函数时保存总和。这同函数编程语言中的foldl函数相类似,比如:

      [1,3,5].inject(10) {|sum, element| sum + element} # => 19
      

      首先块接收到了10(inject的参数)当作变量sum,并且1(数组的第一个元素)当作变量element;这会返回11。11又被当作下一步的sum变量,它加上3得到了14。14又被加上了5,最终返回结果19。

      • 块运行在内置的方法中:
      File.open('file.txt', 'w') do |file| # 'w' denotes "write mode".
        file.puts 'Wrote some text.'
      end                                  # File is automatically closed here
      
      File.readlines('file.txt').each do |line|
      puts line
      end
      # => Wrote some text.
      
      • 使用枚举器和块求1到10的平方:
      (1..10).collect {|x| x*x} # => [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
      

      下面的代码定义一个命名为Person的类。含有一个「initialize」方法,用于构选创建一个新对象,它还有两个方法,一个重载了<=>比较运算符(这样Array#sort可以使用age排序)另一个重载了to_s方法(这样Kernel#puts可以格式化输出),attr_reader是Ruby中元数据编程的例子:attr_accessor为实例变量定义了getter和setter方法,attr_reader只是一个getter方法。另外,方法中最后的声明是它的返回值,也允许显式的使用「return」语句。

      class Person
        attr_reader :name, :age
        def initialize(name, age)
          @name, @age = name, age
        end
        def <=>(person) # Comparison operator for sorting
          @age <=> person.age
        end
        def to_s
          "#@name (#@age)"
        end
      end
      
      group = [
        Person.new("Bob", 33),
        Person.new("Chris", 16),
        Person.new("Ash", 23)
      ]
      
      puts group.sort.reverse
      
      • 下面按age倒序输出了三个名字:
      Bob(33)
      Ash(23)
      Chris(16)
      

      各種版本

      Matz's Ruby interpreter, 最初也是最常見的Ruby版本, 簡稱MRI, 用C語言撰寫.

      JRuby,類似PythonJython,一個可於Java上執行Ruby的語言,支援Java的介面和類別。最新發布版爲9.1.6.0(2016-11-09),與Ruby 2.3兼容。它的官方網站為jruby.org

      mruby是一个轻量级的Ruby解释器,可以嵌入到其它应用程序中,或者作为库链接到应用中。

      參見