4.4 Ruby 类
最后更新于：2022-04-01 22:28:35
# 4.4 Ruby 类
我们之前说过，Ruby 中的一切都是对象。本节我们要自己定义一些对象。Ruby 和其他面向对象的语言一样，使用类来组织方法，然后实例化类，创建对象。如果你刚接触“面向对象编程”（Object-Oriented Programming，简称 OOP），这些听起来都似天书一般，那我们来看一些实例吧。
## 4.4.1 构造方法
我们看过很多使用类初始化对象的例子，不过还没自己动手做过。例如，我们使用双引号初始化一个字符串，双引号是字符串的字面构造方法：
```
>> s = "foobar" # 使用双引号字面构造方法
=> "foobar"
>> s.class
=> String
```
我们看到，字符串可以响应 `class` 方法，返回值是字符串所属的类。
除了使用字面构造方法之外，我们还可以使用等价的“具名构造方法”（named constructor），即在类名上调用 `new` 方法：[[15](#fn-15)]
```
>> s = String.new("foobar") # 字符串的具名构造方法
=> "foobar"
>> s.class
=> String
>> s == "foobar"
=> true
```
这段代码中使用的具名构造方法和字面构造方法是等价的，只是更能表现我们的意图。
数组和字符串类似：
```
>> a = Array.new([1, 3, 2])
=> [1, 3, 2]
```
不过哈希就有点不同了。数组的构造方法 `Array.new` 可接受一个可选的参数指明数组的初始值，`Hash.new` 可接受一个参数指明元素的默认值，就是当键不存在时返回的值：
```
>> h = Hash.new
=> {}
>> h[:foo] # 试图获取不存在的键 :foo 对应的值
=> nil
>> h = Hash.new(0) # 让不存在的键返回 0 而不是 nil
=> {}
>> h[:foo]
=> 0
```
在类上调用的方法，如本例的 `new`，叫“类方法”（class method）。在类上调用 `new` 方法，得到的结果是这个类的一个对象，也叫做这个类的“实例”（instance）。在实例上调用的方法，例如 `length`，叫“实例方法”（instance method）。
## 4.4.2 类的继承
学习类时，理清类的继承关系会很有用，我们可以使用 `superclass` 方法：
```
>> s = String.new("foobar")
=> "foobar"
>> s.class # 查找 s 所属的类
=> String
>> s.class.superclass # 查找 String 的父类
=> Object
>> s.class.superclass.superclass # Ruby 1.9 使用 BasicObject 作为基类
=> BasicObject
>> s.class.superclass.superclass.superclass
=> nil
```
这个继承关系如[图 4.1](#fig-string-inheritance-ruby-1-9) 所示。可以看到，`String` 的父类是 `Object`，`Object` 的父类是 `BasicObject`，但是 `BasicObject` 就没有父类了。这样的关系对每个 Ruby 对象都适用：只要在类的继承关系上往上多走几层，就会发现 Ruby 中的每个类最终都继承自 `BasicObject`，而它本身没有父类。这就是“Ruby 中一切皆对象”技术层面上的意义。
图 4.1：`String` 类的继承关系
要想更深入地理解类，最好的方法是自己动手编写一个类。我们来定义一个名为 `Word` 的类，其中有一个名为 `palindrome?` 方法，如果单词顺读和反读都一样就返回 `true`：
```
>> class Word
>> def palindrome?(string)
>> string == string.reverse
>> end
>> end
=> :palindrome?
```
我们可以按照下面的方式使用这个类：
```
>> w = Word.new # 创建一个 Word 对象
=> #
>> w.palindrome?("foobar")
=> false
>> w.palindrome?("level")
=> true
```
如果你觉得这个例子有点大题小做，很好，我的目的达到了。定义一个新类，可是只创建一个接受一个字符串作为参数的方法，这么做很古怪。既然单词是字符串，让 `Word` 继承 `String` 不就行了，如[代码清单 4.12](#listing-word-class) 所示。（你要退出控制台，然后再在控制台中输入这写代码，这样才能把之前的 `Word` 定义清除掉。）
##### 代码清单 4.12：在控制台中定义 `Word` 类
```
>> class Word < String # Word 继承自 String
>> # 如果字符串和反转后相等就返回 true
>> def palindrome?
>> self == self.reverse # self 代表这个字符串本身
>> end
>> end
=> nil
```
其中，`Word < String` 在 Ruby 中表示继承（[3.2 节](chapter3.html#static-pages)简介过），这样除了定义 `palindrome?` 方法之外，`Word` 还拥有所有字符串拥有的方法：
```
>> s = Word.new("level") # 创建一个 Word 实例，初始值为 "level"
=> "level"
>> s.palindrome? # Word 实例可以响应 palindrome? 方法
=> true
>> s.length # Word 实例还继承了普通字符串的所有方法
=> 5
```
`Word` 继承自 `String`，我们可以在控制台中查看类的继承关系：
```
>> s.class
=> Word
>> s.class.superclass
=> String
>> s.class.superclass.superclass
=> Object
```
这个继承关系如[图 4.2](#fig-word-inheritance-ruby-1-9) 所示。
图 4.2：[代码清单 4.12](#listing-word-class) 中定义的 `Word` 类（非内置类）的继承关系
注意，在[代码清单 4.12](#listing-word-class) 中检查单词和单词的反转是否相同时，要在 `Word` 类中引用这个单词。在 Ruby 中使用 `self` 关键字[[16](#fn-16)]引用：在 `Word` 类中，`self` 代表的就是对象本身。所以我们可以使用
```
self == self.reverse
```
来检查单词是否为“回文”。其实，在类中调用方法或访问属性时可以不用 `self.`（赋值时不行），所以也可以写成 `self == reverse`。
## 4.4.3 修改内置的类
虽然继承是个很强大的功能，不过在判断回文这个例子中，如果能把 `palindrome?` 加入 `String` 类就更好了，这样（除了其他方法外）我们可以在字符串字面量上调用 `palindrome?` 方法。现在我们还不能直接调用：
```
>> "level".palindrome?
NoMethodError: undefined method `palindrome?' for "level":String
```
有点令人惊讶的是，Ruby 允许你这么做，Ruby 中的类可以被打开进行修改，允许像我们这样的普通人添加一些方法：
```
>> class String
>> # 如果字符串和反转后相等就返回 true
>> def palindrome?
>> self == self.reverse
>> end
>> end
=> nil
>> "deified".palindrome?
=> true
```
（我不知道哪一个更牛：Ruby 允许向内置的类中添加方法，或 `"deified"` 是个回文。）
修改内置的类是个很强大的功能，不过功能强大意味着责任也大，如果没有很好的理由，向内置的类中添加方法是不好的习惯。Rails 自然有很好的理由。例如，在 Web 应用中我们经常要避免变量的值是空白（blank）的，像用户名之类的就不应该是空格或[空白](http://en.wikipedia.org/wiki/Whitespace_(computer_science))，所以 Rails 为 Ruby 添加了一个 `blank?` 方法。Rails 控制台会自动加载 Rails 添加的功能，下面看几个例子（在 `irb` 中不可以）：
```
>> "".blank?
=> true
>> " ".empty?
=> false
>> " ".blank?
=> true
>> nil.blank?
=> true
```
可以看出，一个包含空格的字符串不是空的（empty），却是空白的（blank）。还要注意，`nil` 也是空白的。因为 `nil` 不是字符串，所以上面的代码说明了 Rails 其实是把 `blank?` 添加到 `String` 的基类 `Object` 中的。[8.4 节](chapter8.html#remember-me)会再介绍一些 Rails 扩展 Ruby 类的例子。）
## 4.4.4 控制器类
讨论类和继承时你可能觉得似曾相识，不错，我们之前见过，在静态页面控制器中（[代码清单 3.18](chapter3.html#listing-adding-the-about-page)）：
```
class StaticPagesController < ApplicationController
def home
end
def help
end
def about
end
end
```
你现在可以理解，至少有点能理解，这些代码的意思了：`StaticPagesController` 是一个类，继承自 `ApplicationController`，其中有三个方法，分别是 `home`、`help` 和 `about`。因为 Rails 控制台会加载本地的 Rails 环境，所以我们可以在控制台中创建一个控制器，查看一下它的继承关系：[[17](#fn-17)]
```
>> controller = StaticPagesController.new
=> #
>> controller.class
=> StaticPagesController
>> controller.class.superclass
=> ApplicationController
>> controller.class.superclass.superclass
=> ActionController::Base
>> controller.class.superclass.superclass.superclass
=> ActionController::Metal
>> controller.class.superclass.superclass.superclass.superclass
=> AbstractController::Base
>> controller.class.superclass.superclass.superclass.superclass.superclass
=> Object
```
这个继承关系如[图 4.3](#fig-static-pages-controller-inheritance) 所示。
我们还可以在控制台中调用控制器的动作，动作其实就是方法：
```
>> controller.home
=> nil
```
`home` 动作的返回值为 `nil`，因为它是空的。
注意，动作没有返回值，或至少没返回真正需要的值。如我们在[第 3 章](chapter3.html#mostly-static-pages)看到的，`home` 动作的目的是渲染网页，而不是返回一个值。但是，我记得没在任何地方调用过 `StaticPagesController.new`，到底怎么回事呢？
原因在于，Rails 是用 Ruby 编写的，但 Rails 不是 Ruby。有些 Rails 类就像普通的 Ruby 类一样，不过也有些则得益于 Rails 的强大功能。Rails 是单独的一门学问，应该和 Ruby 分开学习和理解。
图 4.3：静态页面控制器的类继承关系
## 4.4.5 用户类
我们要自己定义一个类，结束对 Ruby 的介绍。这个类名为 `User`，目的是实现 [第 6 章](chapter6.html#modeling-users)用到的用户模型。
到目前为止，我们都在控制台中定义类，这样很快捷，但也有点不爽。现在我们要在应用的根目录中创建一个名为 `example_user.rb` 的文件，然后写入[代码清单 4.13](#listing-example-user) 中的内容。
##### 代码清单 4.13：定义 `User` 类
example_user.rb
```
class User
attr_accessor :name, :email
def initialize(attributes = {})
@name = attributes[:name]
@email = attributes[:email]
end
def formatted_email
"#{@name} <#{@email}>"
end
end
```
这段代码有很多地方要说明，我们一步步来。先看下面这行：
```
attr_accessor :name, :email
```
这行代码为用户的名字和电子邮件地址创建“属性访问器”（attribute accessors），也就是定义了“获取方法”（getter）和“设定方法”（setter），用来取回和赋值 `@name` 和 `@email` 实例变量（[2.2.2 节](chapter2.html#mvc-in-action)和 [3.6 节](chapter3.html#mostly-static-pages-exercises)简介过）。在 Rails 中，实例变量的意义在于，它们自动在视图中可用。而通常实例变量的作用是在 Ruby 类中不同的方法之间传递值。（稍后会更详细地介绍这一点。）实例变量总是以 `@` 符号开头，如果未定义，值为 `nil`。
第一个方法，`initialize`，在 Ruby 中有特殊的意义：执行 `User.new` 时会调用这个方法。这个 `initialize` 方法接受一个参数，`attributes`：
```
def initialize(attributes = {})
@name = attributes[:name]
@email = attributes[:email]
end
```
`attributes` 参数的默认值是一个空哈希，所以我们可以定义一个没有名字或没有电子邮件地址的用户。（回想一下 [4.3.3 节](#hashes-and-symbols)的内容，如果键不存在就返回 `nil`，所以如果没定义 `:name` 键，`attributes[:name]` 会返回 `nil`，`attributes[:email]` 也是一样。）
最后，类中定义了一个名为 `formatted_email` 的方法，使用被赋了值的 `@name` 和 `@email` 变量进行插值，组成一个格式良好的用户电子邮件地址：
```
def formatted_email
"#{@name} <#{@email}>"
end
```
因为 `@name` 和 `@email` 都是实例变量（如 `@` 符号所示），所以在 `formatted_email` 方法中自动可用。
我们打开控制台，加载（`require`）这个文件，实际使用一下这个类：
```
>> require './example_user' # 加载 example_user 文件中代码的方式
=> true
>> example = User.new
=> #
>> example.name # 返回 nil，因为 attributes[:name] 是 nil
=> nil
>> example.name = "Example User" # 赋值一个非 nil 的名字
=> "Example User"
>> example.email = "user@example.com" # 赋值一个非 nil 的电子邮件地址
=> "user@example.com"
>> example.formatted_email
=> "Example User "
```
这段代码中的点号 `.`，在 Unix 中指“当前目录”，`'./example_user'` 告诉 Ruby 在当前目录中寻找这个文件。接下来的代码创建了一个空用户，然后通过直接赋值给相应的属性来提供他的名字和电子邮件地址（因为有 `attr_accessor` 所以才能赋值）。我们输入 `example.name = "Example User"` 时，Ruby 会把 `@name` 变量的值设为 `"Example User"`（`email` 属性类似），然后就可以在 `formatted_email` 中使用。
[4.3.4 节](#css-revisited)介绍过，如果最后一个参数是哈希，可以省略花括号。我们可以把一个预先定义好的哈希传给 `initialize` 方法，再创建一个用户：
```
>> user = User.new(name: "Michael Hartl", email: "mhartl@example.com")
=> #
>> user.formatted_email
=> "Michael Hartl "
```
从[第 7 章](chapter7.html#sign-up)开始，我们会使用哈希初始化对象，这种技术叫做“批量赋值”（mass assignment），在 Rails 中很常见。
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