Ruby学习之深入类

在讨论对象模型时，对类做了初步了解，关于类本身，还有许多知识需要学习。

类定义

Ruby中，可以用class关键字或者Class.new方法来定义一个类，在Ruby中，类定义的同时就是在运行代码，类和方法、块一样，会返回最后一条语句的值，由于类也是一个对象（Class的实例），所以在类定义操作时，类本身就会充当self：

result = class MyClass
    puts self
    "return value"
end
puts result

以上语句输出：

MyClass
return value

当前类

对象调用方法需要一个当前对象（self）作为接收者 ，如何来获取当前对象呢？Ruby中，每当通过class打开一个类时，这个类就会成为当前类。事实上，如果self是一个对象，那么当前类就是这个对象的类。所以在顶级上下文中，self = main，main.class = Object，所以当前类就是Object。

上一篇随笔中，我们知道可以用上下文探针Object#instance_eval()方法，该方法可以使调用的对象成为self，并且传递块来访问修改该对象。在类中，也有类似的方法：Module#class_eval()，class_eval()方法会使调用类成为当前类，并且修改添加类中的方法、属性。这个方法可以在类名字未知时，修改类的方法和属性。class关键字只能使用常量作为类名，而Module#class_eval则可以使用变量作为类名。

类实例变量和类变量

class MyClass
    @var = 1
    def self.read
        puts @var
    end
    def read
        puts @var
    end
    def write
        @var = 2
    end
end
obj = MyClass.new
obj.write
obj.read
MyClass.read

在上面的代码中，执行obj.write时，此时self是obj对象，@var作为obj的一个实例变量，存在于obj中，执行MyClass.read时，@var作为MyClass的类实例变量（强调，类也是对象，MyClass.class = Class，所以类实例变量实际上是Class类对象的实例变量），存在于MyClass中，不能被子类和实例所访问。

如果要在类中定义一个变量并且可以被子类继承，则需要用到类变量，类变量是由@@开头的变量：

class MyClass
    @@var = 1
end

如上定义一个类变量@@var，就可以被class MySubClass < MyClass类继承该类变量。
类变量有一个问题，他并不属于类本身，而是属于类体系结构：

@@var = 1
class MyClass
    @@var = 2
end
puts @@var 

上述代码会有警告：warning: class variable access from toplevel 
由于@@var = 1执行时，self=main，main.class = Object，所以@@var属于Object，同时也属于Object的所有后代，包括MyClass，所以，在顶级上下文中使用类变量是比较危险的行为，同时，也应该减少类变量的使用，而用类实例变量来代替。

类方法

由于类也是一个对象，所以类也可以调用方法：

my_obj.my_method
MyClass.my_class_method

当一个对象调用方法时，其实是一个变量引用的对象调用了方法，而当一个类调用方法时，其实是一个常量引用的对象（Class 的实例） 调用了方法。

在之前学习动态调用时，使用到self.define_component()传入一个参数作为方法名字并且动态定义该方法：

class Computer
    def self.define_component(name)
        define_method(name){
        puts "getting #{name} info"
        puts "getting #{name} price"
    }
    end
    define_component :mouse
 end

此时，self是Computer，所以define_component就是一个类方法，并且可以在Computer中直接调用define_component方法，这样的方法称为类宏。

类宏在很多的地方都有很好的应用，比如在类中添加一个属性，则需要添加一个读方法和一个写方法对一个实例变量进行操作，这样的方法定义在很多的类中都会重复操作，这时，使用Module#attr_writer()、Module#attr_read()、Module#attr_accessor()就可以

意识到对象的方法应该存放在类中，那么类的方法应该存放于Class中，那样的话，正如继承自类的对象都会有类的实例方法，是否其他的类也会有这个类方法了呢？

class MyClass
    def self.my_class_method
        "This is a class_method"
    end
end
class MyClass2
end
puts MyClass.methods.grep(/my_class_method/)
puts MyClass2.methods.grep(/my_class_method/)
puts Class.instance_methods.grep(/my_class_method/)

事实上，上述代码只会打印一行”This is a class_method“，也就是说，该类方法只存在于MyClass中，而不是Class的实例方法，更加不会被其他的类所继承，那么类方法到底存放在哪里呢？

单件方法和单件类

在Ruby中，对象的类型是鸭子类型，也就是说，一个对象的类型并不是由他的类所决定，而是看它能响应哪些方法。对象只是继承了类中的方法，同样，他也可以有自己独一无二的方法，这个方法就称为单件方法：singleton_methods。由于这个方法是对象所独有，并不存在于对象的类中，那么这个单件方法是如何被调用的呢？

每个对象都有一个隐藏的类：单件类：EigenClass，当一个对象存在单件方法时，会先从对象的单件类中查找，而对象单件类又继承于该对象的类，所以如果在单件类中无法找到，则顺其自然地从父类也就是对象的类中查找，然后和一般的方法一样从祖先链中查找，直到找到或者找不到而调用missing_method。

类也是对象，所以也有单件类方法，所以类也有一个EigenClass，并且EigenClass的父类就是父类的EigenClass，所以类方法可以被子类所调用，但是却不能被其他的类所访问。

EigenClass也是一个类，所以EigenClass也有一个EigenClass。

Ruby中，可以使用以下方式访问单件类：

class << MyClass
    def my_singleton_class
    end
end

同时，MyClass如果是obj就是给对象添加一个单件方法， class << 就表示需要访问谁的单件类。

知道了这一点，就可以给类也添加属性。一个对象的属性就是对对象的实例变量实现读写操作，类的属性就是对类实例对象实现读写操作，用类宏实现：

class MyClass
    attr_accessor :a
    class << self
        attr_accessor :b
    end
 end 

现在，MyClass有一个实例属性a，并且有一个类属性b，并且该属性不会被其他类访问而打乱整个命名空间，会被子类继承。

通过模块可以批量添加一些打包好的类实例方法，那么如何通过模块来添加类方法呢？

class MyClass
    include MyModule1
    class << self
        include MyModule2
    end
end

此时，MyClass中添加了MyModule1中的方法作为实例方法，并且添加了MyModule2中的方法作为类方法。这种应用相当普遍，所以有Object#extend()方法专门处理这些问题：

class MyClass
    extend MyModule2
end
obj = MyClass.new
obj.extend MyModule1

extend方法实际上在接收者的EigenClass中包含了模块的快捷方式。

别名

通过alias关键字可以给方法添加一个别名，alias :another_name :my_method，注意中间没有逗号，因为alias是一个关键字而不是方法（关键字又是在结构的什么位置中，和方法的区别又是什么呢？）。调用新的名字时，会调用添加别名时的原来的方法。

对命名了别名后的方法进行重定义，那么别名方法引用的还是原始方法，根据这个特性，可以实现环绕别名的技术：

class MyClass
    alias :real_length :length
    def length
        real_length > 5 ? ‘long’ : ’short’
    end
end

MyClass#length方法调用别名real_length时，其实调用的是原始的length方法，这种方式有点类似于汇编语言中经常用到的保护现场， 在gem中用环绕别名实现版本控制。环绕别名是一个猴子补丁，可能会造成冲突的问题，在使用时尤其要注意。