Ruby

編程語言

Ruby 是一种面向对象指令式函数式动态通用编程语言。在20世纪90年代中期由日本電腦科學家松本行弘(Matz)设计并开发。

Ruby
编程范型面向对象指令式函数式
設計者松本行弘
實作者松本行弘等人
发行时间1995年
当前版本
  • 3.3.0 (2023年12月25日;穩定版本)[1]
編輯維基數據鏈接
型態系統动态类型
操作系统跨平台
許可證Ruby许可证[2] / BSD许可证[3] / GNU通用公共许可证第二版[4]
網站www.ruby-lang.org 編輯維基數據鏈接
主要實作產品
Ruby MRI英语Ruby MRIYARVRubinius英语RubiniusMagLev英语MagLev (software)JRuby
MacRuby英语MacRubyRubyMotion英语RubyMotionHotRuby英语HotRubyIronRuby
mruby
啟發語言
Ada[5]C++[5]CLU[6]Dylan[6]Eiffel[5]
Lisp[6]Perl[6]Python[6]Smalltalk[6]
影響語言
ClojureD[7]ElixirFalconFancy英语Fancy (programming language)[8]Groovy
Ioke英语Ioke (programming language)[9]Mirah英语Mirah (programming language)Nu[10]Reia英语Reia (programming language)Potion英语Potion (programming language)

遵守BSD许可证和Ruby License[11][註 1]。它的灵感与特性来自于PerlSmalltalkEiffelAda以及Lisp语言。由Ruby语言本身还发展出了JRubyJava平台)、IronRuby.NET平台)等其他平台的Ruby语言替代品。

歷史 编辑

 
Ruby的作者松本行弘

Ruby的作者——松本行弘於1993年2月24日開始編寫Ruby,直至1995年12月才正式公開發佈於fj(新聞群組)。之所以稱為Ruby是取法自Perl,因為Perl的發音與6月的誕生石pearl(珍珠)相同,Ruby選擇以7月的誕生石ruby(紅寶石)命名。Ruby相較之下比其他類似的程式語言(如PerlPython)年輕,又因為Ruby是日本人發明的,所以早期的非日文資料和程式都比較貧乏,在網上仍然可以找到早期對Ruby的資料太少之類的批評。

約於2000年,Ruby開始進入美國,英文的資料開始發展。 2004年,Rails框架誕生,Ruby更加廣為人知,Ruby並於2006年為TIOBE獲選為年度程式語言。此時為Ruby的全盛時期。 這一時期許多 GitHub 上有創意的專案以 Ruby 撰寫,並且有 GitHub 與 Twitter 等重要網頁選用 Ruby 編寫。

2010年以後,JavascriptPython 這兩個和 Ruby 定位類似的語言在 Google 等公司與一些社群的支持下越來越受到歡迎。 其中,V8引擎使得 Javascript 在同類型語言中有著突出的效能; NumPyPython 可以更加優雅的進行科學運算。 2009年,以V8引擎製作的伺服端平台 Node.js 發表。 2015年 機器學習知名專案 TensorFlow 發表,並選用 Python 作為官方 API 使用的語言。 Ruby 在多年被蠶食後走向衰微。 Ruby 現在仍為TIOBE程式語言流行排行前20名,但已經遠遠沒有全盛時期受歡迎。

在 Ruby 逐漸失寵以後,開發團隊開始有意的提升 Ruby 的效能。在 Ruby 2.X 版本後期提出「Ruby 3x3」計畫[12],目標是希望 Ruby 3.0 版本能比 2.0 版本有 3 倍效能提升。 從 Ruby 3.0 開始,團隊開始嘗試在 Ruby 中加入 JIT 的功能。在 3.1 版本之後,Ruby 的團隊與 Shopify 團隊合作,嘗試性地加入新的 JIT 編譯器 —— YJIT。 並且 YJIT 在 Ruby 3.2 正式被引入[13]

Ruby的理念 编辑

减少编程时候的不必要的琐碎时间,令编写程序的人高兴,是设计Ruby语言的Matz的一个首要的考虑;其次是良好的界面设计。他强调系统设计必须强调人性化,而不是一味从机器的角度设想[14]

遵循着最小惊讶原则英语Principle of least astonishment,Ruby语言通常非常直观,按照编程人认为它应该的方式运行。

Ruby的作者認為Ruby > (Smalltalk + Perl) / 2[來源請求],表示Ruby是一個语法像Smalltalk一样完全面向对象、脚本執行、又有Perl強大的文字處理功能的程式語言。

Ruby的版本体系 编辑

Ruby版本号的构成形式是(MAJOR).(MINOR).(TEENY),均为只有1位的整数;如“1.8.6”、“1.9.3”。

1.9版系统的TEENY不小于1时为稳定版,TEENY为0的版本是开发版。在1.9之前的版本中偶数MINOR代表稳定版,奇数MINOR代表开发版。[15]

Ruby的Hello World程序 编辑

下面是一个在标准输出设备上输出Hello World的简单程序:

#!/usr/bin/env ruby
puts "Hello, world!"

或者是在irb互動式命令列的模式下:

>>puts "Hello, world!"
Hello, world!
=> nil

Ruby的特点 编辑

變數與函數的命名規則 编辑

乍看之下與Perl的命名規則有些類似,不過Perl的命名用來區分純量、陣列與映射;而Ruby的命名規則用來表示變數與類別的關係。Ruby的變數有以下幾種:

  • 一般小寫字母、底線開頭:變量(Variable)。
  • $開頭:全局變量(Global variable)。
  • @開頭:實例變量(Instance variable)。
  • @@開頭:類別變量(Class variable)類別变量被共享在整个继承链中
  • 大寫字母開頭:常數(Constant)。

有些函數則會加一個後綴,用來表示函數的用法,跟變數命名規則不同,函數的命名規則只是習慣,不具強制性,即使你不照規則命名也不影響程式運作

  • =結尾:赋值方法,相當於其他程式語言的set開頭的方法,算是一種語法糖
  • !結尾:破壞性方法,呼叫這個方法會修改本來的物件,這種方法通常有個非破壞性的版本,呼叫非破壞性的版本會回傳一個物件的副本。
  • ?結尾:表示這個函數的回傳值是個布林值。

多種字串表示法 编辑

Ruby提供了多種字串的表示方法,方便撰寫有大量文字資料的程式。除了来自C语言的引号表示法之外,还有来自于Perl的百分号字面量记法,以及方便书写大量内容的Heredoc记法。Ruby可以方便地以#{variable_name}的方式向字符串中插入变量。

a = '\n这是一个单引号的字符串,反斜线和变量插值不会被转义'

b = %q{这是一个不可转义的字符串}

c = "\n这是一个双引号的字符串,反斜线和变量插值会被转义\n#{a}"

d = %Q{\n這是一個常量字串,特殊内容同样会被转义\n}

e = <<BLOCK
这是一个以Heredoc方式书写的常量字符串,可转义,结尾标志不可缩进
BLOCK

f = <<-BLOCK
      这是一个可以缩进的Heredoc字符串
    BLOCK

g = <<~BLOCK
      这是一个可以缩进的Heredoc字符串
      缩进会被自动去掉,在2.3版本中引入
    BLOCK

h = %/\t这是一个可转义的的字符串\n/

動態修改物件、類別 编辑

Ruby是动态语言,你可以在程序中修改先前定义过的類別。 也可以在某个类別的实例中定义该实例特有的方法,这叫做原型方法(prototype)。

class MyClass
  def the_method
    "general method"
  end
end

mc = MyClass.new
def mc.the_method
  "special for this instance."
end

mc.the_method

強大的反射機制與元編程 编辑

Ruby的反射功能相當驚人,甚至可以自行追蹤程式運作,或是取出private變數、攔截方法的呼叫。 常常與『可以動態的修改物件』這項特色結合,做為『元編程』的功能:程式在運行時, 可以由程式設計師提供的資訊,自行生成、修改類別或物件,這項功能大大的提高了撰寫程式碼的效率。 在Rails之中,就大量使用了這種特性。

以下為用Rails使用元編程的範例:

class Project < ActiveRecord::Base
  belongs_to :portfolio
  has_one    :project_manager
  has_many   :milestones
end

在這個例子中,Project類別繼承Base類別,Base類別內建的belongs_tohas_onehas_many方法,便會根據參數來修改Project類別的內容,並自行建立其他相關的方法。程式設計師可以更專心處理程式的運作,而不必為每個類別重複得撰寫程式碼。

豐富靈活的迴圈表示 编辑

# 使用 for,在 1 到 3 取出值 1、2、3 到 outer_i 裡操作。
for outer_i in 1..3 do
  puts "for: #{outer_i * 100}"
end

# 在 1 到 3 的集合裡針對每個值,放到 i 裡操作。
(1..3).each do |i|
  puts "each: #{i * 100}"
end

# 只要符合 outer_i 小於等於 300,則進入迴圈。
outer_i = 100
while outer_i <= 300
  puts "while: #{outer_i}"
  outer_i += 100
end

# 直到 outer_i 大於 300 前,都可以進入迴圈。
outer_i = 100
until outer_i > 300
  puts "until: #{outer_i}"
  outer_i += 100
end

# 無限迴圈,用 break 來打斷迴圈。
outer_i = 100
loop do
  break if outer_i > 300

  puts "loop: #{outer_i}"
  outer_i += 100
end

# 作 3 次迴圈,i 從 0 開始遞增 1。
3.times do |i|
  puts "times: #{(i + 1) * 100}"
end

# 從 1 遞增 1 到 3,值傳入 i 來操作。
1.upto(3) do |i|
  puts "upto: #{i * 100}"
end

# 從 3 遞減 1 到 1,值傳入 i 來操作。
3.downto(1) do |i|
  puts "downto: #{400 - i * 100}"
end

# 從 100 開始以每步 +100 邁向 300。
100.step(300, 100) do |i|
  puts "step: #{i}"
end

其他特色 编辑

  • 完全物件導向:任何東西都是物件,沒有基礎型別
  • 變數是動態类型
  • 任何東西都有值:不管是四則運算、邏輯表達式還是一個語句,都有回傳值。
  • 运算符重载
  • 垃圾回收
  • 强类型[16]
  • 变量无需声明
  • Windows上,載入DLL

比較與批評 编辑

讓人意外之處 编辑

  • 在Ruby中,只有falsenil表示false,其它的所有值都表示true(包括00.0""[][17]。這點和C語言的『用0代表false』不同。
  • Ruby的字串是可改變的,這與Java固定不變的字串不同。在Ruby中,常用Symbol对象来表示不可变的字符串。Ruby 2.3提供了默认冻结字符串的选项,在源码开头添加魔术注释# frozen_string_literal: true可以打开这个选项,当用户试图更改String对象时会抛出运行时异常。同时,松本行弘表示,在Ruby 3中,字符串将是默认不可变的。[18]
  • Ruby的繼承功能相當脆弱,儘管Ruby是一個物件導向語言,Ruby內的許多規則,卻使得子類別有可能不小心就覆寫了父類別的功能,在《The Ruby Programming Language》一書中,建議除非程式設計師對一個類別相當了解,否則盡可能不要使用繼承。

和Perl 6比較 编辑

  • CPAN上排名第一名,同時也是Perl 6的開發者的唐鳳(Autrijus / Audrey)說:「Ruby就是『沒有到處打廣告的Perl 6』」。[19][20]
  • 松本行弘在接受歐萊禮(O'Reilly)訪問時,提到「Ruby借用了很多Perl的東西……,Python遠比Perl要少……」、「我認為Ruby這個名字作為Perl之後的一門語言的名字真是再恰當不過了。」[21]
  • Perl之父拉里·沃爾(Larry Wall)說:「很多方面上我還是很喜歡Ruby的,這是因為那些部分是從Perl借過去的。:-)」、「我還喜歡Ruby的C<*>一元星號操作符,所以我把它加到Perl 6裡面。」[22]

程式範例 编辑

下面的代码可以在Ruby shell中运行,比如irb互動式命令列,或者保存为文件并运行命令ruby <filename>

  • 一些基本的Ruby代码:
# Everything, including a literal, is an object, so this works:
-199.abs                                                        # 199
"ruby is cool".length                                           # 12
"Rick Astley".index("c")                                        # 2
"Never gonna let you down".sub('let you down', 'give you up')   # "Never gonna give you up"
"Nice Day Isn't It?".downcase.split(//).sort.uniq.join          # " '?acdeinsty"
  • 一些转换:
puts "What's your favorite number?"
number = gets.chomp
outputnumber = number.to_i + 1
puts outputnumber.to_s + ' is a bigger and better favorite number.'

集合 编辑

a = [1,'hi', 3.14, 1, 2, [4, 5]]

p a[2]           # 3.14
p a.[](2)# 3.14
p a.reverse      # [[4, 5], 2, 1, 3.14, 'hi', 1]
p a.flatten.uniq # [1, 'hi', 3.14, 2, 4, 5]
  • 构造和使用关联数组:
hash = { :water => 'wet', :fire => 'hot' }
puts hash[:fire] # Prints:  hot

hash.each_pair do |key, value| # Or:  hash.each do |key, value|
puts "#{key} is #{value}"
end

# Prints:  water is wet
#          fire is hot

hash.delete :water # Deletes :water => 'wet'
hash.delete_if {|k,value| value=='hot'} # Deletes :fire => 'hot'

块和迭代器 编辑

  • 有两个语法用于创建块:
{ puts "Hello, World!" } # Note the { braces }
#or
do puts "Hello, World!" end
  • 传参数的块使用闭包Closure
# In an object instance variable (denoted with '@'), remember a block.
def remember(&a_block)
  @block = a_block
end

# Invoke the above method, giving it a block which takes a name.
remember {|name| puts "Hello, #{name}!"}

# When the time is right (for the object) -- call the closure!
@block.call("Jon")
# => "Hello, Jon!"
  • 从方法中返回闭包:
def create_set_and_get(initial_value=0) # Note the default value of 0
  closure_value = initial_value
  return Proc.new {|x| closure_value = x}, Proc.new { puts closure_value }
end

setter, getter = create_set_and_get  # ie. returns two values
setter.call(21)
getter.call # => 21
  • 迭代调用调用时提供的块:
def use_hello
  yield "hello"
end

# Invoke the above method, passing it a block.
use_hello {|string| puts string} # => 'hello'
  • 使用块迭代数组:
array = [1, 'hi', 3.14]
array.each { |item| puts item }
# => 1
# => 'hi'
# => 3.14

array.each_index { |index| puts "#{index}: #{array[index]}" }
# => 0: 1
# => 1: 'hi'
# => 2: 3.14

(3..6).each { |num| puts num }
# => 3
# => 4
# => 5
# => 6

像inject()方法可以接收一个参数和一个块。迭代的注入列表的每一个成员,执行函数时保存总和。这同函数编程语言中的foldl函数相类似,比如:

[1,3,5].inject(10) {|sum, element| sum + element} # => 19

首先块接收到了10(inject的参数)当作变量sum,并且1(数组的第一个元素)当作变量element;这会返回11。11又被当作下一步的sum变量,它加上3得到了14。14又被加上了5,最终返回结果19。

  • 块运行在内置的方法中:
File.open('file.txt', 'w') do |file| # 'w' denotes "write mode".
  file.puts 'Wrote some text.'
end                                  # File is automatically closed here

File.readlines('file.txt').each do |line|
puts line
end
# => Wrote some text.
  • 使用枚举器和块求1到10的平方:
(1..10).collect {|x| x*x} # => [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

编辑

下面的代码定义一个命名为Person的类。含有一个「initialize」方法,用于构选创建一个新对象,它还有两个方法,一个重载了<=>比较运算符(这样Array#sort可以使用age排序)另一个重载了to_s方法(这样Kernel#puts可以格式化输出),attr_reader是Ruby中元数据编程的例子:attr_accessor为实例变量定义了getter和setter方法,attr_reader只是一个getter方法。另外,方法中最后的声明是它的返回值,也允许显式的使用「return」语句。

class Person
  attr_reader :name, :age
  def initialize(name, age)
    @name, @age = name, age
  end
  def <=>(person) # Comparison operator for sorting
    @age <=> person.age
  end
  def to_s
    "#@name (#@age)"
  end
end

group = [
  Person.new("Bob", 33),
  Person.new("Chris", 16),
  Person.new("Ash", 23)
]

puts group.sort.reverse
  • 下面按age倒序输出了三个名字:
Bob(33)
Ash(23)
Chris(16)

各種版本 编辑

Matz's Ruby interpreter, 最初也是最常見的Ruby版本, 簡稱MRI, 用C語言撰寫.

JRuby,類似PythonJython,一個可於Java上執行Ruby的語言,支援Java的介面和類別。最新發布版爲9.1.6.0(2016-11-09),與Ruby 2.3兼容。它的官方網站為jruby.org

mruby是一个轻量级的Ruby解释器,可以嵌入到其它应用程序中,或者作为库链接到应用中。

參見 编辑

注释 编辑

  1. ^ Ruby早期遵守GPL協議。

参考文献 编辑

  1. ^ Ruby 3.3.0 Released. 2023年12月25日 [2023年12月25日]. 
  2. ^ COPYING in Ruby official source repository. [2013-10-30]. (原始内容存档于2017-03-20). 
  3. ^ BSDL in Ruby official source repository. [2013-10-30]. (原始内容存档于2022-03-21). 
  4. ^ Contents of /trunk/GPL. [2 May 2015]. (原始内容存档于2022-03-21). 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 Cooper, Peter. Beginning Ruby: From Novice to Professional. Beginning from Novice to Professional 2nd. Berkeley: APress. 2009: 101. ISBN 1-4302-2363-4. To a lesser extent, Python, LISP, Eiffel, Ada, and C++ have also influenced Ruby. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 Bini, Ola. Practical JRuby on Rails Web 2.0 Projects: Bringing Ruby on Rails to Java. Berkeley: APress. 2007: 3. ISBN 1-59059-881-4. It draws primarily on features from Perl, Smalltalk, Python, Lisp, Dylan, and CLU. 
  7. ^ Intro – D Programming Language 1.0 – Digital Mars. [2013-10-30]. (原始内容存档于2018-12-25). 
  8. ^ Bertels, Christopher. Introduction to Fancy. Rubinius blog. Engine Yard. 23 February 2011 [2011-07-21]. (原始内容存档于2018-12-25). 
  9. ^ Bini, Ola. Ioke. Ioke.org. [2011-07-21]. (原始内容存档于2011-07-21). inspired by Io, Smalltalk, Lisp and Ruby 
  10. ^ Burks, Tim. About Nu™. Programming Nu™. Neon Design Technology, Inc. [2011-07-21]. (原始内容存档于2011-07-24). 
  11. ^ Ruby License. [2004-09-25]. (原始内容存档于2011-08-22). 
  12. ^ Ruby 2.6正式版釋出主打JIT,但卻會造成Rails效能下降. iThome. [2023-06-13]. (原始内容存档于2022-05-21) (中文(繁體)). 
  13. ^ Shopify開發團隊公開以Rust重寫Ruby YJIT的權衡與改進細節. iThome. [2023-06-13]. (原始内容存档于2023-01-22) (中文(繁體)). 
  14. ^ The Philosophy of Ruby, A Conversation with Yukihiro Matsumoto, Part I by Bill Venners on 2003-09-29 (Artima Developer,英文). [2007-09-17]. (原始内容存档于2019-07-05). 
  15. ^ [Ruby语言入门东南大学出版社2010年4月第一版P19]
  16. ^ To Ruby From Python. [2010-10-26]. (原始内容存档于2022-02-22). 
  17. ^ To Ruby From Python页面存档备份,存于互联网档案馆),When tested for truth, only false and nil evaluate to a false value. Everything else is true (including 0, 0.0, "", and []).
  18. ^ Immutable String literal in Ruby 3.. [2017-11-27]. (原始内容存档于2022-04-15). 
  19. ^ Perl 6於2019年10月更名為Raku
  20. ^ 存档副本. [2013-10-22]. (原始内容存档于2015-09-24). 
  21. ^ O'Reilly訪問Matz。. [2007-07-20]. (原始内容存档于2009-07-28). 
  22. ^ Larry Wall On Perl, Religion, and……. [2007-07-20]. (原始内容存档于2007-07-29). 
  23. ^ Guido談Python 3000及與Ruby的競爭。. [2007-07-23]. (原始内容存档于2012-11-20). 

外部連結 编辑