Язык Ruby

Скриптовый (интепретируемый) язык

Приложение на языке Ruby всегда выполняется с помощью интерпретатора, как во время разработки, так и во время использования конечными пользователями

Объектно-ориентированный язык

• Объект — это базовый элемент приложения, имеющий состояние и методы, использующие данное состояние
• Структура объектов описывается с помощью классов
• Для создания объектов (экземпляров классов) используется метод класса new, конструктор

Динамически типизированный

Переменные могут содержать в себе ссылки на объекты любых типов

Запуск приложений на Ruby

Для выполнения приложения на языке Ruby потребуется:

• Интерпретатор языка Ruby
• Набор библиотек, gems, от которых зависит код приложения
• Код самого приложения

Запуск приложения сводится к вызову интерпретатора Ruby с указанием файла, начинающего исполнение приложения

Актуальные интерпретаторы Ruby

Переменная PATH

Во всех операционных системах есть переменная окружения PATH, содержащая набор каталогов, в которых происходит поиск исполняемых файлов

Если каталога с исполняемым файлом нет в PATH, то для его запуска надо указать абсолютный путь

Руководство по настройке PATH

IRB — интерактивный интерпретатор Ruby

Вместе с обычным интерпретатором языка ruby, предназначенным для выполнения приложений, поставляется также интерактивный интерпретатор irb

Данное приложение работает по следующему принципу:

• Пользователь вводит строку на языке Ruby и нажимает Enter
• Приложение считывает данную строку, разбирает и выполняет
• Выполнение выражения изменяет состояние IRB
• Результат выполнения выражения выводится пользователю
• Приложение ожидает ввод от пользователя

IRB позволяет

• Быстро проверять свои идеи
• Узнавать детали работы методов

Пример из приложения

Приложение «Музыкальный автомат» должно обрабатывать данные о песнях. Опишем структуру объектов типа «песня» с помощью класса Song:

class Song
  ...
end

Создадим две переменные first_song и second_song, запишем в них ссылки на создаваемые объекты

first_song = Song.new('Калинка малинка')
second_song = Song.new('Смуглянка')

Объекты в Ruby

• У каждого объекта есть уникальный идентификатор, даже если нет данных
• Объекты содержат переменные экземпляра, описывающие его состояние
• Объекты содержат методы, которые могут изменять переменные экземпляра
• Методы могут быть публичными, приватными и защищёнными
  • Публичные методы могут быть вызваны любыми объектами
  • Приватные методы могут быть вызваны только этим объектом
  • Защищённые методы могут быть вызваны в рамках дерева наследования
• Вызов метода удобно моделировать как отправку сообщения между объектами

Сообщение включает название метода и набор аргументов для него

Обработка вызова метода

Примеры вызова методов

"gin joint".length
"Rick".index("c")
42.even?
sam.play(song)

• Часть кода до точки называется получателем
• После точки вводится имя метода
• Аргументы метода передаются в круглых скобках
• Числа в Ruby являются объектами, они содержат методы

num = -1234
num.abs

Базовые элементы языка

При написании кода на языке Ruby вам всегда будут доступны:

• Встроенные ключевые слова языка Ruby
• Методы класса Object
• Методы модуля Kernel

Метод puts модуля Kernel

puts выводит переданные аргументы на стандартный поток вывода

puts 'Hello, world!'
puts 42.even?
puts 2**10

Вывод в Ruby

• puts выводит аргументы на стандартный поток вывода и добавляет перенос на следующую строку
• print не добавляет перенос на новую строку
• printf позволяет выводить информацию согласно формату, как в Си
• p выводит информацию в формате, пригодном для отладки
• pp выводит информацию для отладки сложных объектов, пригодной для восприятия разработчиком

Простейший метод

def say_goodnight(name)
  result = "Good night, " + name
  return result
end
# Вызываем метод
puts say_goodnight("John-Boy")
puts say_goodnight("Mary-Ellen")

• Выражения на разных линиях не надо разделять с помощью точки с запятой
• Комментарии начинаются с символа #
• При объявлении переменные должны быть инициализрованы

Определение метода

• Определение начинается с ключевого слова def
• Затем следует имя метода, слова в названии которого разделены подчёркиваниями
• В круглых скобках перечисляются аргументы
• Тело метода завершается ключевым словом end
• Результат работы возвращается с помощью return

def say_goodnight(name)
  result = "Good night, " + name
  return result
end

Вызов метода

• Передавайте методу столько обязательных аргументов, сколько он ожидает
• При вызове метода можно не указывать круглые скобки:

puts say_goodnight("John-Boy")
puts(say_goodnight("John-Boy"))

Обычно скобки опускаются только в самых простых случаях:

• Если метод не имеет аргументов, не указывайте скобки
• Если метод имеет аргументы, указывайте скобки за исключением стандартных методов вывода информации (puts, print и p)

Также следует использовать соглашения конкретных библиотек

Строки

• Для определения строк обычно используются литералы
• Литералы описываются с помощью одинарных и двойных кавычек
• Строки в одинарных кавычках не обрабатываются
• Обработка строк в двойных кавычках
  • Замена специальных символов (\n, \t)
  • Заполнение результатов выражений #{ ... }
• В отличие от Java строки можно изменять

Вместо конкатенации строк используйте шаблонные строки

def say_goodnight(name)
  result = "Good night, #{name.capitalize}"
  return result
end

Возвращаемое значение

• Для возвращения значения из метода в произвольный момент используется ключевое слово return
• Результат вычисления последнего выражения в методе является его значением

def say_goodnight(name)
  "Good night, #{name.capitalize}"
end

return обычно используется когда результат становится известен заранее:

• При возникновении ошибочного состояния
• Когда действие не надо выполнять для данных аргументов
• Когда аргументы не прошли проверку

Наименования элементов

Первый символ элемента приложения описывает его назначение

• Имена локальных переменных, параметров методов и имена методов должны начинаться со строчной буквы или подчёркивания
• Имена глобальных переменных начинаются со знака $
• Имена переменных экземпляра, начинаются со знака @
• Имена переменных класса, начинаются с @@
• Имена классов, модулей и констант начинаются с заглавной буквы
• Имена методов могут заканчиваться символами ?, !, =
• Слова в именах переменных разделяются подчёркиваниями
• Слова в названиях классов начинаются с заглавной буквы

Массивы и ассоциативные массивы

• Массивы являются индексируемыми коллекциями
  • Обычные массивы индексируются числами
  • Ассоциативные массивы — любыми объектами
• Коллекции всегда являются динамическими
• В коллекции могут находится любые объекты

Массивы

a = [1, 'cat' , 3.14]
puts "Первый элемент #{a[0]}"
# Установим новое значение 3 элементу массива
a[2] = nil
puts "Массив сейчас #{a.inspect} "

Создание массивов

Объект nil

• Во многих языках программирования есть понятие «отсутствующего значения», например null в Java
• nil — объект, обозначающий отсутствие значения

Массивы из строк

a = ['ant' , 'bee' , 'cat' , 'dog' , 'elk']
a[0] # => "ant"
a[3] # => "dog"
# Создание такого же массива из строки
a = %w{ant bee cat dog elk}
a[0] # => "ant"
a[3] # => "dog"

Ассоциативные массивы

• Для создания литералов ассоциативных массивов используются фигурные скобки
• Элементами описания являются пары ключ-значение, разделённые «=>»: ключ => значение
• Ключи должны быть уникальными для массива
• Пары разделяются друг от друга запятыми

inst_section = {
  'cello' => 'string',
  'clarinet' => 'woodwind',
  'drum' => 'percussion'
}
print inst_section['cello']

Значение по умолчанию

• Если обратиться к несуществующему элементу, тогда будет возвращено значение nil
• Иногда желательно, чтобы массив возвращал осмысленное значение по умолчанию

# Создаём массив со значением по умолчанию
histogram = Hash.new(0)
histogram['ruby'] # => 0
histogram['ruby'] = histogram['ruby'] + 1
histogram['ruby'] # => 1

Проблема уникальных значений

Часто при написании приложения нам необходимо описать уникальные значения и обращаться к ним с помощью слов

Для решения этих задач можно прибегнуть либо к константам, либо к строкам

NORTH = 1
"north"

Проблемами использования констант являются:

• Мы не можем выполнить обратное преобразование надёжно
• Пользователь может использовать значение вместо константы
• Константы необходимо заранее объявить и подключить объявление во всех местах использования

Проблемой использования строк является то, что под каждую из них необходимо выделить отдельную память

Символы в Ruby

В Ruby есть специальный тип данных Symbol, который позволяет описать уникальное именованное значение

• В отличие от констант их не надо определять заранее и они всегда будут уникальны
• В отличие от констант они не имеют связанного с ними значения
• В отличие от строк они не занимают оперативную память при использовании
• В отличие от строк они быстрее сравниваются друг с другом
• В отличие от строк и констант их стоит рассматривать как код, а не как данные

Символы создаются с помощью синтаксиса :north или :"north"

walk(:north)
def walk(direction)
  if direction == :north
    ...
end

Символы как ключи хешей

Символы часто используются в качестве ключей хешей

inst_section = {
  :cello => 'string',
  :clarinet => 'woodwind'
}

Поддержка таких хешей добавлена в синтаксис языка

inst_section = {
  cello: 'string',
  clarinet: 'woodwind'
}

Управляющие конструкции

Ruby поддерживает знакомые вам конструкции

• if для описания условной логики
• while для описания циклических действий

today = Time.now
if today.saturday?
  puts "Do chores around the house"
elsif today.sunday?
  puts "Relax"
else
  puts "Go to work"
end

Блок описания заканчивается ключевым словом end

Выражения в условиях

Любое выражение может являться условием. Ложными значениями являются только false и nil. Все остальные значения являются верными.

while weight < 100 && num_pallets <= 5
  pallet = next_pallet()
  weight += pallet.weight
  num_pallets += 1
end

Метод gets получает строку со стандартного потока ввода

При достижении конца потока gets возвращает nil

while line = gets
  puts line.downcase
end

Модификаторы выражений

Условные операторы могут выступать в роли модификатора выражения

if radiation > 3000
  puts "Danger, Will Robinson"
end
puts "Danger, Will Robinson" if radiation > 3000

Аналогично для операторов цикла

square = 4
while square < 1000
  square = square*square
end
square = square*square while square < 1000

Однако не стоит таким образом описывать сложные выражения

Нумерованные циклы

В Ruby также существует цикл for, который позволяет выполнить действие для элемента коллекции

for value in [1, 2, 3] do
  puts value
end

Однако для выполнения действий несколько раз удобнее воспользоваться методом times у целых чисел:

3.times do |value|
  puts value
end

Регулярные выражения

• Регулярное выражение — способ описать шаблон, которому должна соответствовать строка
• Реализованы как часть языка, а не в виде библиотеки
• Регулярные выражения — объекты
• /Perl|Python/ — либо строка целиком Perl, либо целиком Python
• /ab+c/ — a, за которым следует несколько b, затем c
• Выражения можно сравнивать со строками с помощью ~=
• Метод sub строки позволяет заменять подстроки

line = "Perl and Python are scripting languages"
newline = line.sub(/Perl/, 'Ruby')
newerline = newline.gsub(/Python/, 'Ruby')

Блоки и итераторы

• Вы можете ассоциировать некоторый блок кода с методом
• Блоки могут быть использованы для реализации
  • Обратных вызовов callbacks
  • Передачи управления из метода блоку
• Блоки можно сравнить с анонимным методом

Примеры блоков

{ puts "Hello" } # Для одного выражения
do # Для нескольких выражений
  club.enroll(person)
  person.socialize
end

Ассоциация блока с методом

Для ассоциации блока с методом его необходимо описать сразу после вызова метода

greet { puts "Hi" }
verbose_greet("Dave") { puts "Hi" }

Вызов ассоциированного блока кода

Вызов осуществляется с помощью ключевого слова yeild

def call_block
  puts "Start of the method"
  yield
  puts "End of the method"
end
call_block { puts "In the block" }

Аргументы блоков

• Блокам могут быть переданы аргументы
• Аргументы описываются между вертикальными линиями

def who_says_what
  yield ("Dave", "hello")
  yield ("Andy", "goodbye")
end

who_says_what do |person, phrase|
  puts "#{person} says #{phrase}"
end

Итераторы

Итератором называется метод коллекций, принимающий блок

Под коллекцией понимаются как встроенные классы массива и хеша, так и классы, созданные пользователями

Коллекции поддерживают множество итераторов

animals = %w(ant bee cat dog)
animals.each { |animal| puts animal }
3.upto(6) { |number| print number }
('a'..'e').each { |character| print character }

Примеры полезных итераторов

data = [5, 66, 13, 24, 46]
# Все элементы с позицией
data.each_with_index do |number, index|
    puts "#{index}: #{number}"
end
# Все ли элементы удовлетворяют условию: являются нечётными
data.all? { |number| number.odd? }
# Создать новый массив на основе текущего: квадраты чисел
data.map { |number| number**2 }
# Посчитать общую характеристику: сумму чисел
data.reduce { |memo, number| number + memo }
# Выбрать часть элементов массива
data.select { |number| number > 40 }

Обработка аргументов командной строки

Доступ к списку аргументов

Массив ARGV содержит список строк, которые были переданы в виде аргументов командной строки

puts "You gave  #{ARGV.size}  arguments"
p ARGV

Обработка файлов, переданных приложению

Если приложение ориентировано на обработку текстовых файлов, то пути к ним можно передать в качестве аргументов

В приложении к ним можно обратиться как к одному большому файлу через специальный объект ARGF