Ruby面向对象编程详解

Ruby是纯面向对象的语言，所有项目似乎要Ruby中为一个对象。Ruby中的每个值是一个对象，即使是最原始的东西：字符串，数字甚至true和false。即使是一个类本身是一个对象，它是Class类的一个实例。本章将通过所有功能涉及到Ruby的面向对象。

类是用来指定对象的形式，它结合了数据表示和方法操纵这些数据，转换成一个整齐的包。在一个类的数据和方法，被称为类的成员。

Ruby类的定义：

定义一个类，定义的数据类型的草图。 这实际上并不定义任何数据，但它定义的类名字的意思什么，即是什么类的对象将包括这样一个对象上执行什么操作可以。

类定义开始与关键字class类名和 end 分隔。例如，我们定义Box类使用class关键字如下：

代码如下：

class Box

   code

end

名称必须以大写字母开始，按照约定名称中包含多个单词，每个单词没有分隔符（驼峰式）一起执行。

定义Ruby的对象：

类为对象的蓝图，所以基本上是一个从一个类对象被创建。我们声明一个类的对象使用new关键字。下面的语句声明了两个对象，Box 类：

代码如下：

box1 = Box.new

box2 = Box.new

initialize方法：

initialize方法是一个标准的Ruby类的方法，和其它面向对象编程语言的构造方法有相同的方式工作。 initialize方法是有用的，在创建对象的时候，一些类变量初始化。这种方法可能需要的参数列表，它像其他Ruby之前的方法用def关键字定义，如下所示：

代码如下：

class Box

   def initialize(w,h)

      @width, @height = w, h

   end

end

实例变量：

实例变量是类的一种属性，一旦我们使用的类对象被创建的对象的属性。每个对象的属性被分别赋值的并与其它对象共享，它们在类的内部使用@操作符访问，但访问类之外的，我们使用的公共方法被称为访问器方法。如果我们把上述定义的类 Box，然后 @width 和 @height 类 Box实例变量。

代码如下：

class Box

   def initialize(w,h)

      # assign instance avriables

      @width, @height = w, h

   end

end

访问器和setter方法​​：

为了外部能访问类的变量，它们必须定义存取器方法，这些存取器方法也被称为getter方法。下面的例子演示了如何使用访问器方法：

代码如下：

#!/usr/bin/ruby -w

# define a class

class Box

   # constructor method

   def initialize(w,h)

      @width, @height = w, h

   end


   # accessor methods

   def 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}"

当上面的代码执行时，它会产生以下结果：

代码如下：

Width of the box is : 10

Height of the box is : 20

类似的存取方法用于访问的变量值，Ruby提供了一种方法来从类的外部设置这些变量的值，那就是setter方法​​，定义如下：

代码如下：

#!/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}"

当上面的代码执行时，它会产生以下结果：

代码如下：

Width of the box is : 30

Height of the box is : 50

实例方法：

也以同样的方式，因为我们使用def关键字定义其他方法，并按下图所示仅对使用一个类的实例，它们可以被用来定义该实例方法。它们的功能不局限于访问实例变量，他们也可以按要求做更多的事情。

代码如下：

#!/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}"

当上面的代码执行时，它会产生以下结果：

代码如下：

Area of the box is : 200

类的方法和变量：

类变量是一个变量，这是一个类的所有实例之间共享。该变量是一个实例，它是可访问对象实例。两个@字符类变量带有前缀（@@）。在类定义类变量必须初始化，如下所示。

类方法的定义使用：def self.methodname() 以 end 字符结束，将被称为使用classname.methodname类名，在下面的例子所示：

代码如下：

#!/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()

当上面的代码执行时，它会产生以下结果：

代码如下：

Box count is : 2

to_s 方法:

所定义的任何类的实例应该有一个 to_s 方法返回一个字符串形式表示对象。下面以一个简单的例子来表示一个Box对象，在宽度和高度方面：

代码如下：

#!/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}"

当上面的代码执行时，它会产生以下结果：

代码如下：

String representation of box is : (w:10,h:20)

访问控制：

Ruby提供了三个级别的保护实例方法的级别：public, private 和 protected。 Ruby没有应用实例和类变量的任何访问控制权。

Public Methods: 任何人都可以被称为public方法。方法默认为公用初始化，这始终是 private 除外。 .

Private Methods: private方法不能被访问，或者甚至从类的外部浏览。只有类方法可以访问私有成员。

Protected Methods: 受保护的方法可以被调用，只能通过定义类及其子类的对象。访问保存在类内部。

以下是一个简单的例子来说明三个访问修饰符的语法：

代码如下：

#!/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()

当上面的代码被执行时，产生下面的结果。在这里，第一种方法被调用成功，但第二种方法给一个提示。

代码如下：

Area of the box is : 200

test.rb:42: protected method `printArea' called for #

<Box:0xb7f11280 @height=20, @width=10> (NoMethodError)

类的继承：

在面向对象的编程中最重要的概念之一是继承。继承允许我们定义一个类在另一个类的项目，这使得它更容易创建和维护应用程序。

继承也提供了一个机会，重用代码的功能和快速的实现时间，但不幸的是Ruby不支持多级的继承，但Ruby支持混入。一个mixin继承多重继承，只有接口部分像一个专门的实现。

当创建一个类，而不是写入新的数据成员和成员函数，程序员可以指定新的类继承现有类的成员。这种现有的类称为基类或父类和新类称为派生类或子类。

Ruby也支持继承。继承和下面的例子解释了这个概念。扩展类的语法很简单。只需添加一个<字符的超类声明的名称。例如，定义Box类的子类classBigBox：

代码如下：

#!/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()

当上面的代码执行时，它会产生以下结果：

代码如下：

Big box area is : 200

方法重载：

虽然可以在派生类中添加新的函数，但有时想改变的行为已经在父类中定义的方法。只需通过保持相同的方法名和重写该方法的功能，如下图所示，在这个例子可以这样做：

代码如下：

#!/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()

运算符重载：

我们想“+”运算符使用+，*操作由一个标量乘以一箱的宽度和高度，这里是一个版Box类的定义及数学运算符：

代码如下：

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

冻结对象：

有时候，我们要防止被改变的对象。冻结对象的方法可以让我们做到这一点，有效地把一个对象到一个恒定。任何对象都可以被冻结通过调用Object.freeze。不得修改冻结对象：不能改变它的实例变量。

可以使用Object.frozen？语句检查一个给定的对象是否已经被冻结，被冻结的情况下的对象语句方法返回true，否则返回false值。下面的示例 freeze 的概念：

代码如下：

#!/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)


# 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}"

当上面的代码执行时，它会产生以下结果：

代码如下：

Box object is frozen object

test.rb:20:in `setWidth=': can't modify frozen object (TypeError)

        from test.rb:39

类常量：

可以在类里定义分配一个直接的数字或字符串值，而不使用其定义一个变量为@@ 或 @。按照规范，我们保持常量名大写。

一个常量一旦被定义就不能改变它的值，但可以在类里像常量一样直接访问，但如果要访问一个类之外的常量，那么要使用类名::常量，所示在下面的例子。

代码如下：

#!/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}"

当上面的代码执行时，它会产生以下结果：

代码如下：

Area of the box is : 200

TATA Inc

Box weight is: 10

类常量继承和实例方法一样，可以覆盖。

创建对象使用分配：

当创建一个对象，而不调用它的构造函数初始化，即可能有一个情况：采用 new 方法，在这种情况下可以调用分配，这将创造一个未初始化的对象，看下面的例子：

代码如下：

#!/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}"

当上面的代码执行时，它会产生以下结果：

代码如下：

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

类信息：

如果类定义的可执行代码，这意味着他们在执行的上下文中一些对象：自身都必须引用的东西。让我们来看看它是什么。

代码如下：

#!/usr/bin/ruby -w

class Box

   # print class information

   puts "Type of self = #{self.type}"

   puts "Name of self = #{self.name}"

end

当上面的代码执行时，它会产生以下结果：

代码如下：

Type of self = Class

Name of self = Box

这意味着，一个类的定义，作为当前对象的类并执行。在元类和其超类的方法将在执行过程中使用的方法定义。