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：

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：

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：

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。

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：

#!/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：

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：

#!/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：

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。

#!/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：

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：

#!/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：

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：

#!/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：

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：

#!/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。

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：

#!/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：

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：

#!/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：

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：

#!/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：

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。

#!/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：

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：

#!/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：

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。

#!/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：

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。