Ruby-面向对象 - 芒果文档

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📜 Ruby-面向对象

📅 最后修改于: 2020-10-16 05:58:13 🧑 作者: Mango

Ruby是一种纯粹的面向对象的语言，所有事物在Ruby中都是对象。 Ruby中的每个值都是一个对象，甚至是最原始的对象：字符串，数字，甚至是true和false。甚至类本身也是作为Class类实例的对象。本章将带您了解与面向对象的Ruby相关的所有主要功能。

一个类用于指定对象的形式，它将数据表示形式和用于将该数据处理到一个整齐的包中的方法结合在一起。类中的数据和方法称为该类的成员。

Ruby类定义

定义类时，将为数据类型定义一个蓝图。这实际上并没有定义任何数据，但确实定义了类名的含义，即，该类的对象将由什么组成，以及可以对该对象执行什么操作。

类定义以关键字class开头，后跟类名，并以end分隔。例如，我们使用关键字class定义Box类，如下所示：

class Box
   code
end

该名称必须以大写字母开头，并且按照惯例，包含多个单词的名称必须与每个单词大写且没有分隔字符一起使用（CamelCase）。

定义Ruby对象

类提供了对象的设计图，因此基本上是从类创建对象的。我们使用new关键字声明类的对象。以下语句声明Box类的两个对象-

box1 = Box.new
box2 = Box.new

初始化方法

initialize方法是一种标准的Ruby类方法，其工作方式与构造函数在其他面向对象的编程语言中的工作方式几乎相同。当您要在创建对象时初始化一些类变量时，initialize方法很有用。此方法可以采用参数列表，并且像其他任何ruby方法一样，它之前会带有def关键字，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，一旦使用该类创建了对象，它们便成为对象的属性。每个对象的属性都是单独分配的，并且与其他对象没有任何价值。使用＆commat;可以访问它们。运算符在类中，但要在类外部访问它们，我们使用公共方法，称为访问器方法。如果我们采用上述定义的Box类，则＆commat; width和＆commat; height是Box类的实例变量。

class Box
   def initialize(w,h)
      # assign instance variables
      @width, @height = w, h
   end
end

访问器和设置器方法

为了使变量可以从类外部使用，必须在访问器方法中定义它们，这些访问器方法也称为getter方法。以下示例显示访问器方法的用法-

现场演示

#!/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}"

执行以上代码后，将产生以下结果-

Width of the box is : 10
Height of the box is : 20

类似于用于访问变量值的访问器方法，Ruby提供了一种使用setter方法从类外部设置这些变量的值的方法，其定义如下-

现场演示

#!/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}"

执行以上代码后，将产生以下结果-

Width of the box is : 30
Height of the box is : 50

实例方法

实例方法的定义方式与我们使用def关键字定义任何其他方法的方式相同，并且只能通过类实例使用它们，如下所示。它们的功能不仅限于访问实例变量，还可以根据您的要求做更多的事情。

现场演示

#!/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}"

执行以上代码后，将产生以下结果-

Area of the box is : 200

类方法和变量

类变量是在类的所有实例之间共享的变量。换句话说，变量有一个实例，对象实例可以访问它。类变量以两个＆commat;为前缀。字符（＆commat;＆commat;）。如下所示，必须在类定义中初始化类变量。

使用def self.methodname（）定义一个类方法，该方法以结束定界符结尾，并且将使用类名作为classname.methodname进行调用，如以下示例所示：

#!/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()

执行以上代码后，将产生以下结果-

Box count is : 2

to_s方法

您定义的任何类都应具有to_s实例方法，以返回对象的字符串表示形式。以下是一个简单的示例，用于表示Box对象的宽度和高度-

现场演示

#!/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}"

执行以上代码后，将产生以下结果-

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

访问控制

Ruby在实例方法级别为您提供了三种保护级别，它们可以是public，private或protected 。 Ruby没有对实例和类变量应用任何访问控制。

公共方法-任何人都可以调用公共方法。默认情况下，方法是公共的（初始化除外），该方法始终是私有的。
私有方法-私有方法无法访问，甚至不能从类外部查看。只有类方法可以访问私有成员。
受保护的方法-受保护的方法只能由定义类及其子类的对象调用。访问权限保留在家庭内部。

以下是一个简单的示例，显示所有三个访问修饰符的语法-

现场演示

#!/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()

执行以上代码后，将产生以下结果。在这里，第一种方法被成功调用，但是第二种方法产生了问题。

Area of the box is : 200
test.rb:42: protected method `printArea' called for #
<0xb7f11280> (NoMethodError)
0xb7f11280>

类继承

面向对象编程中最重要的概念之一就是继承。继承使我们可以用另一个类来定义一个类，这使创建和维护应用程序变得更加容易。

继承还提供了重用代码功能和快速实现时间的机会，但是不幸的是Ruby不支持多层继承，但Ruby支持mixins 。 mixin就像多重继承的特殊实现，其中仅接口部分被继承。

创建类时，程序员可以指定新类继承现有类的成员，而不必编写全新的数据成员和成员函数。此现有类称为基类或超类，而新类称为派生类或子类。

Ruby还支持子类化的概念，即继承，下面的示例对此概念进行了说明。扩展类的语法很简单。只需在类声明中添加<字符和超类的名称。例如，下面将BigBox类定义为Box的子类-

现场演示

#!/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()

执行以上代码后，将产生以下结果-

Big box area is : 200

方法覆盖

尽管您可以在派生类中添加新功能，但是有时您想更改父类中已定义方法的行为。您可以简单地通过保持方法名称相同并覆盖该方法的功能来做到这一点，如下例所示：

现场演示

#!/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

我们想要＆plus;运算符可使用＆plus;对两个Box对象执行矢量加法运算符可将Box的宽度和高度乘以标量，一元运算运算符-可以对Box的宽度和高度进行求反。这是Box类的一个版本，其中定义了数学运算符-

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，我们希望防止更改对象。 Object中的冻结方法使我们能够执行此操作，从而有效地将对象转换为常量。可以通过调用Object.freeze冻结任何对象。冻结的对象可能无法修改：您无法更改其实例变量。

您可以使用Object.frozen检查给定的对象是否已经冻结。方法，如果冻结了对象，则返回true，否则返回false值。以下示例清除了概念-

现场演示

#!/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}"

执行以上代码后，将产生以下结果-

Box object is frozen object
test.rb:20:in `setWidth=': can't modify frozen object (TypeError)
   from test.rb:39

类常量

您可以通过为变量分配直接数字或字符串值来定义类中的常量，而无需使用＆commat;即可定义该变量。或＆commat;＆commat;。按照惯例，我们将常量名称保留为大写。

一旦定义了常量，就不能更改其值，但是可以像在变量中一样直接在类内部访问常量，但是如果要在类外部访问常量，则必须使用classname :: constant ，如图所示。下面的例子。

现场演示

#!/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}"

执行以上代码后，将产生以下结果-

Area of the box is : 200
TATA Inc
Box weight is: 10

类常量是继承的，可以像实例方法一样覆盖。

使用分配创建对象

在某些情况下，您想创建一个对象而不调用其构造函数initialize，即使用new方法，在这种情况下，您可以调用allocate ，这将为您创建一个未初始化的对象，如以下示例所示：

现场演示

#!/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}"

执行以上代码后，将产生以下结果-

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

班级信息

如果类定义是可执行代码，则意味着它们在某个对象的上下文中执行：self必须引用某些东西。让我们找出它是什么。

#!/usr/bin/ruby -w

class Box
   # print class information
   puts "Type of self = #{self.type}"
   puts "Name of self = #{self.name}"
end

执行以上代码后，将产生以下结果-

Type of self = Class
Name of self = Box

这意味着将使用该类作为当前对象来执行类定义。这意味着在执行方法定义期间，元类及其超类中的方法将可用。