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。本章將通過所有功能涉及到Ruby的面向?qū)ο蟆?/p>
類是用來指定對(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
名稱必須以大寫字母開始,按照約定名稱中包含多個(gè)單詞,每個(gè)單詞沒有分隔符(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,但訪問類之外的,我們使用的公共方法被稱為訪問器方法。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
訪問器和setter方法:
為了外部能訪問類的變量,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的變量值,Ruby提供了一種方法來從類的外部設(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,它們可以被用來定義該實(shí)例方法。它們的功能不局限于訪問實(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)簡單的例子來表示一個(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沒有應(yīng)用實(shí)例和類變量的任何訪問控制權(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,或者甚至從類的外部瀏覽。只有類方法可以訪問私有成員。
- Protected Methods: 受保護(hù)的方法可以被調(diào)用,只能通過定義類及其子類的對(duì)象。訪問保存在類內(nèi)部。
以下是一個(gè)簡單的例子來說明三個(gè)訪問修飾符的語法:
#!/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)展類的語法很簡單。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。只需通過保持相同的方法名和重寫該方法的功能,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。
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,但如果要訪問一個(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)行過程中使用的方法定義。
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