Принцип DRY

Do not Repeat Yourself - при разработке программного обеспечения необходимо устранять ненужное дублирование

Если логика изменится, то нужно исправить только в 1 месте

Примеры задач с общей логикой

• Разработка приложения, работающего с поставкой товаров. У каждого типа доставки есть общая логика, например, вычисление веса и габаритов посылки
• Разработка приложения, вычисляющего налоговые отчисления для заказов, товаров, услуг

В каждом из этих случаев следует избегать дублирования

Классы

Классы описывают общую логику действий для множества различных объектов: методы класса доступны всем объектам

• Каждый объект ответственен за своё состояние
• Каждый объект имеет ссылку на класс, к которому он относится
• Методы хранятся в классе и не дублируются в объектах
• Классы являются глобальными объектами

Базовая логика обработки сообщений

Вызов метода в Ruby - передача сообщения, состоящего из

• Имени метода, который вызывается у объекта
• Переданных аргументов

Когда объект получает сообщение, то оно передаётся классу данного объекта для обработки

• Если метод был найден, то он вызывается на объекте
• Если метод не был найден, то генерируется исключение

Поиск метода происходит только по имени, из аргументов учитывается только лишь их количество

Наследование и сообщения

Механизм наследования позволяет создавать новые версии класса, являющиеся его уточнением или специализацией

• Новые классы называются наследниками (подкласс)
• Исходный класс называется родителями (суперкласс)
• При наследовании подкласс наследует все возможности суперкласса - все методы доступны
• У класса может быть только 1 родитель

Синтаксис наследования

class Parent
  ...
end
class Child < Parent
end

• Для описания наследования используется символ <
• Символ говорит о том, что класс слева является специализированной версией класса справа
• Класс Child является подклассом Parent
• Все методы суперкласса доступны в подклассе
• self содержит ссылку на объект, на котором вызван метод

Пример кода

class Parent
  def say_hello
    puts "Hello from #{self}"
  end
end
parent = Parent.new
puts parent.say_hello

class Child < Parent
end
child = Child.new
puts child.say_hello

Дерево наследования

• Для исследования дерева наследования можно воспользоваться методом superclass
• Для подкласса данный метод возвратит ссылку на родительский класс
• Если нет явного суперкласса, тогда класс унаследован от класса Object
• Суперклассом для Object является BasicObject, у которого нет суперкласса

puts "Child superclass: #{Child.superclass}"
puts "Parent.superclass: #{Parent.superclass}"
puts "Object.superclass: #{Object.superclass}"
puts "BasicObject.superclass "\
     "#{BasicObject.superclass.inspect}"

Последовательность вызова метода

Напомним, что общение между объектами в Ruby напоминает отправку сообщения: в сообщении указывается название метода и его аргументы.

Когда объект получает сообщение, то он начинает поиск метода, которому можно передать данное сообщение:

• Если метод есть у класса объекта, то вызывать его
• Если метод есть у суперкласса, то вызвать его
• Если метод есть у суперкласса суперкласса…

Первый найденный метод в данной цепочке будет вызван и ему будут переданы все переданные аргументы

Перекрытие методов в подклассах

• Вы можете в подклассе создать новый метод с именем метода из суперкласса, тогда он будет вызван раньше метода из суперкласса и перекроет последний
• Если семантика метода будет сохранена, тогда вызывающий класс не отличит оригинальный метод от подмены
  • Количество аргументов и их назначение
  • Возвращаемое значение и использование блока
• Для вызова метода из суперкласса используйте специальный метод super, который является альтернативным названием родительского метода

Метод to_s класса Object

• Метод преобразует объект к строке, используется стандартными методами вывода на потоки
• Рекомендуется реализовать свой метод to_s, преобразующий текущий объект к строке

Проблема роста приложений

При написании сложных приложений разработчики зачастую сталкиваются с проблемой роста:

• Необходимо придумывать уникальные имена классов, не используемые в других частях приложения и библиотеках
• Необходимо логически объединять методы, не принадлежащие ни к одной реальной сущностия
• Необходимо логически объединять классы, предназначенные для решения одной большой задаче

В Java проблема решается обязательным выделением пакетов, а в последней версии и модулей со встроенными версиями.

Подходы к решению проблемы

• Правильное распределение элементов по файлам
• Использование классов для описания сущностей
• Объединение классов и функций в модули

Модули в языке Ruby

Модуль - замкнутое именованное пространство

module Trig
  PI = 3.141592654
  def Trig.sin(x) # Определяем метод модуля
    # ..
  end
  def Trig.cos(x)
    # ..
  end
end

puts Trig::PI # Доступ к константе
puts Trig.sin(Trig::PI/4) # Вызов метода

• Для доступа к константам, определённым внутри метода используются два двоеточия ::
• Для вызова метода модуля используйте точку

module Moral
  VERY_BAD = 0
  BAD = 1
  def Moral.sin(badness)
    # ...
  end
end
y = Trig.sin(Trig::PI/4)
wrongdoing = Moral.sin(Moral::VERY_BAD)

Определение методов в модуле

Определение методов модулей похоже на определение методов классов (не методов экземпляров классов). Можно даже использовать синтаксис с ключевым словом self

module ModuleWithBigName
  def ModuleWithBigName.greet(name)
    puts "Hello, #{name.upcase}"
  end
  def self.info
    'I am working'
  end
end
ModuleWithBigName.greet('mariya')
puts ModuleWithBigName.info

Оба метода в примере являются методами одного модуля

Определение констант в модуле

К константам, которые можно определить в модуле, относятся также модули и классы

module External
  class Internal
    ...
  end
end
object = External::Internal.new

Ввиду того, что модули тоже являются константами, то их содержимое можно определять в нескольких файлах, эффективно создавая замкнутые пространства имён

Описание модуля в нескольких файлах

Содержимое файла lib/application/car.rb

module Application
  class Car
    ...
  end
end

Содержимое файла lib/application/house.rb

require_relative 'car'
module Application
  class House
    def initialize
      @car = Car.new
    end
  end
end

Проблемы множественного наследования

Предположим, что мы разрабатываем библиотеку для создания графического пользовательского интерфейса и мы определили следующие сущности: базовую и двух наследников

• Базовый графический элемент, определяющий размеры
• Наследник, позволяющий размещать элементы в колонку
• Наследник, позволяющий прокручивать своё содержимое

Если мы захотим создать новый элемент, который реализует прокручиваемый список элементов, то нам будет необходимо унаследоваться от последних двух классов. Вопросы:

• Сколько раз будут создаваться и настраиваться данные базового класса?
• Как будут вести себя переменные, которые используются одновременно в двух классах-наследниках?
• Что произойдёт с методами, имеющими одинаковыме названия, но разную реализацию?

Mixin (Примеси, Миксины, Агрегация)

Модули позволяют решить вопросы множественного наследования, реализуя возможность агрегирования: модули можно примешивать к определениям классов

module Debug
  def who_am_i? # Экземпляр метода
    "#{self.class.name} (id: #{self.object_id})"
  end
end
class Test
  include Debug # Примешивание модуля Debug
end
Test.new.who_am_i?

• Методы примеси определены как методы экземпляра
• Данные методы становятся методами экземпляра класса
• Модуль примешивается с помощью метода include

Особенности примеси модулей

• include не подключает файл, а только ссылается на описанный ранее модуль. Если примесь определена в отдельном файле, то его необходимо подключить
• include не копирует методы из модуля в класс, а только лишь добавляет ссылку в класс
  • Если несколько классов примешивают в себя один модуль, тогда они все ссылаются на один и тот же модуль
  • Если вы изменяете такой модуль, то «автоматически» меняются и все классы, что примешивают данный модуль
• include подключает только лишь методы экземпляра, для подключения методов модуля в методы класса необходимо использовать метод extend

Пример использования extend

module Mixin
  def self.class_method
    puts 'In the class method'
  end
  def instance_method
    puts 'In the instance method'
  end
end
class Test
   extend Mixin
end
Test.class_method
test = Test.new
test.instance_method # Не сработает

Другие схемы наследования

Множественное наследование (C++)

• У класса может быть множество родительских классов
• Каждый из родительских классов может полноценно реализовывать свою логику

Один класс-родитель (Java < 8, C#)

• У класса может быть только один родительский класс
• Класс может реализовывать множество интерфейсов

В Java 8 интерфейсы могут содержать код, который может выполняться. Это открывает возможности по использованию их в качестве примесей, однако такой практики пока ещё не сложилось.

Использование примеси Comparable

Язык Ruby включает в себя ряд полезных примесей, которые могут пригодится при создании собственных объектов

Примесь Comparable опирается на то, что в классе будет реализован метод сравнения <=>. Данный метод берёт ссылку на другой объект, сравнивает и возвращает

• Положительное число, если текущий объект «больше»
• Ноль, если текущий объект «равен»
• Отрицательное число, если текущий объект «меньше»

Большинство встроенных типов данных реализуют данный метод.

Используя этот метод примесь добавляет в ваш класс следюущие методы: <, <=, ==, >, >=, between, clamp.

Пример использования примеси Comparable

class SizeMatters
  include Comparable
  attr :str
  def <=>(other)
    str.size <=> other.str.size
  end
  def initialize(str)
    @str = str
  end
end

s1 = SizeMatters.new("Z")
s2 = SizeMatters.new("YY")
s3 = SizeMatters.new("XXX")
s1 < s2                       #=> true
s4.between?(s1, s3)           #=> false

Использование примеси Enumerable

Модуль Enumerable предоставляет большое число методов для работы с данными, которые можно перечислить.

Классу, использующему модуль Enumerable необходимо реализовать следующие методы:

• итератор each для обхода всех элементов коллекции
• объекты коллекции метод сравнения <=>

После примеси модуля становятся доступными все его методы:

• map
• find
• reduce
• sort
• …

Проектирование примесей

Из рассмотренных выше примесей мы можем вынести следующие уроки:

• Примеси замечательно работают в случае, если на основании одного базового свойства вы можете построить целую систему
  • Для Comparable таким свойством явился метод <=>
  • Для Enumerable таким свойством явился метод each
• Примеси не изменяют внутренее состояние объекта напрямую, взаимодействуют только лишь с интерфейсом
• Примесь накладывает необходимые ей ограничения на класс, в который её необходимо примешать

Ошибки в проектировании примесей

Методы, примешанные к классу, могут взаимодействовать не только с методами, но также и с переменными экземпляра

module First
  def foo
    @abc = 10
  end
end
module Second
  def bar
    @abc = 'abc'
  end
end

Не следует разрабатывать модулей, которые оперируют состоянием переменных экземпляра напрямую

Какой метод будет вызван?

Когда у вас появляется возможность использовать примеси, то должен встать вопрос: как происходит поиск методов среди всех связных компонент? Порядок достаточно простой:

• Методы класса, к которому принадлежит объект
• Методы примешанных модулей
• Методы суперкласса
• Методы примешанных в суперкласс модулей
• …

Вопрос для самоизучения

Зависит ли порядок поиска методов в примесях от порядка их включения в класс?

Использование примесей и наследования

Механизм наследования позволяет определить чёткую иерархию свойств объектов. Для любого класса-ребёнка должно выполняться правило: класс-ребёнок является классом-родителем. Т.е. в программе можно заменить класс-родитель на класс-ребёнок и приложение должно продолжить правильно функционировать.

В большинстве случаев реального мира мы имеем дело с предметами, обладающими множеством различных свойств и множеством контрагентов. То есть объект живёт в некоторой среде и комбинирует в себе качества множества различных компонент. Такое поведение обычно сложно представить в виде подмножества какого-то конкретного класса.

Простое правило, которое следует использовать при проектировании классов: «композиция лучше наследования»