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初階 Rails 工程師的養成系列 第 11 篇

Day11. 活用 Ruby Class

13th鐵人賽 ruby rails
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Class 是Ruby很重要的觀念，要學習 Ruby 的一定要學會class & 物件。我們會在Day11-16 詳細講解何謂 class。

以下為Day11會提及的內容

  • Constructor
  • Constructor with argument
  • getter & setter & attr_accessor
  • instance variable & instance method

Introduction

除了無法單獨存在的Block以外，所有的東西都是物件。

寫Ruby and Rails一段時間後發現，在Rails的專案中，我們只能在定義models, controllers的class裡面定義行為，不過大家有沒有想過，到底是哪個執行緒跑了這些class? Ruby on Rails 替我們做了很多事情，只要我們遵循慣例走就好。

寫一段時間Rails的朋友們，可能已經習以為常，但仔細想在專案裡面，下列的寫法有很多看點

  • 為什麼 Controller不用寫建構子?
  • <在 Rails 為繼承，那被繼承的 ApplicationController, ApplicationRecord 又是什麼?
  • Controller before_action 是如何被實作?
# Controller: controllers/admin/order_controller.rb
module Admin
  class OrdersController < ApplicationController
  end
end

# Model: models/order.rb
class Order < ApplicationRecord
end

這系列的文章可能沒有辦法帶到太多Rails的觀念，不過漢漢老師會不斷的在文章裡面提到自己使用Rails的一些經驗

constructor

建構子就是在初始化的時候給定一些變數，以及基本的設定。constructor，也有人叫做initializer，所以只要看到這兩個英文單字就是在講建構子。以Ruby程式語言來說的話，我們會在建構子初始化設定值在實體變數instance variable。

以下方的車子為例，我們可以透過建構子指定車子的顏色、車子的大小。在 Ruby 中，建構子以initialize 表示。

class Car
  def initialize(color, size)
    @color, @size = color, size
  end
end

red_car = Car.new('red', 'big')    #=> #<Car:0x00007fd4ddc8ffa0 @color="red", @size="big">
blue_car = Car.new('blue', 'big')  #=> #<Car:0x00007fd4ddc8c3c8 @color="blue", @size="big">

我們可以想像到，當我們初始化一個物件red_car, blue_car，Car就像是工廠，red_car, blue_cary則是被產出來的物件，而工廠就是Car類別，然而讀者也要清楚知道，Car也是被創造的物件。在 Ruby 語言當中，所有物件的源頭都在Basic Object。

介紹一個方法superclass，透過superclass我們可以找到 Ruby 物件的源頭

Car.superclass
#=> Object
Car.superclass.superclass
#=> BasicObject
Car.superclass.superclass.superclass
#=> nil

⭐️我們可以在建構子做計算

class DataSet
  def initialize(ary)
    @ary = ary 
    @size = ary.is_a?(Array) ? ary.count : 0
  end
end

data_it = DataSet.new([1, 2, 3])    #=> #<DataSet:0x00007fd4ddcfd0f0 @ary=[1, 2, 3], @size=3>

default argument

我們可以在建構子設定參數的預設值。參數的預設值除了可以使用 || 來表示以外，還可以在括號裡面填入方法名後面的參數填入預設值

#=> default value with || operator
class Animal
  def initialize(*args)
    @species, @examples = args[0] || '猩猩', args[1] || '小龐'
  end
end

orangutan = Animal.new #=> #<Animal:0x00007fd4ddd2d980 @species="猩猩", @examples="小龐">

#=> default value with assigning arguments
class Animal
  def initialize(species = '猩猩', examples = '小龐')
    @species, @examples = species, examples
  end
end

orangutan = Animal.new #=> #<Animal:0x00007fd4ddd56d58 @species="猩猩", @examples="小龐">

另外我們也說明，括號在Ruby裡面可有可無，舉例來說，下列兩種宣告新物件的方法相同，不過依照慣例，若沒有必要使用初始值，我們不用寫括號。

orangutan = Animal.new
orangutan = Animal.new()

⭐️ 在一般的程式語言中，預設參數的給法若在順序上有差異，使用上也會有差別。

class Animal
  def initialize(species, examples = '小龐')
    @species, @examples = species, examples
  end
end

turtle = Animal.new('甲魚')  #=> #<Animal:0x00007fd4ddd763b0 @species="甲魚", @examples="小龐">

⭐️ 不過Ruby在某些狀況下會自己判斷預設值

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', examples)
    @species, @examples = species, examples
  end
end

orangutan = Animal.new('阿豪') #=> #<Animal:0x00007fd4dddb6550 @species="猩猩", @examples="阿豪">

⭐️ 宣告新物件時，括號可以省略

orangutan = Animal.new('阿豪')
orangutan = Animal.new '阿豪'

⭐️ 有些特殊物件的宣告是可以不用透過new，像陣列、字串等。我們會比較偏愛literals constructor的用法勝於使用一般建構子的宣告方式

# 這樣用會比較冗長，比較少人會這樣用
ary = Array.new
str = String.new

# literal constructor
ary = [1, 2, 3]
str = "qwer"

⭐️ 看一下如何使用 hash 做為參數宣告

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', examples:)
    @species, @examples = species, examples
  end
end

orangutan = Animal.new(examples: '阿豪') #=> #<Animal:0x00007fd4de0530d8 @species="猩猩", @examples="阿豪">

⭐️ Hash 搭配預設值

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', examples: '小龐')
    @species, @examples = species, examples
  end
end

orangutan = Animal.new

⭐️ 使用 options = {} 搭配建構子宣告

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', options = {})
    @species, @examples = species, options[:examples] || '小龐'
  end
end

orangutan = Animal.new  #=> #<Animal:0x00007fd4d3d1b8c0 @species="猩猩", @examples="小龐">

⭐️ 以下寫法會造成語法錯誤

# 語法錯誤  Predefined Args cannot allowed after named arg
class Animal
  def initialize(species = '猩猩', examples: '小龐', options = {})
    @species, @examples = species, examples
  end
end

⭐️ 預設值搭配Hash 的使用方法要注意

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', options = {})
    @species, @examples = species, options[:examples] || '小龐'
  end
end

#=> {:a=>"a"} 被當作 @species
#=> #<Animal:0x00007fd4d794d028 @species={:a=>"a"}, @examples="小龐">
orangutan = Animal.new(a: 'a') 

# 預期內的行為
#=> #<Animal:0x00007fd4d9c8eb18 @species="猩猩", @examples="小龐">
orangutan = Animal.new('猩猩', a: 'a')

hash預設值填在options裡面，而若宣告新物件給a: 'a'，原本的examples: '小龐' 將會被覆蓋。

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', options = {examples: '小龐'})
    @species, @examples = species, options[:examples]
  end
end

#=> #<Animal:0x00007fd4d9f67e70 @species="猩猩", @examples=nil>
orangutan = Animal.new('猩猩', a: 'a')

我們也可以使用splat operator

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', **options)
    @species, @examples = species, options[:examples] || '小龐'
  end
end

#=> #<Animal:0x00007fd4dd1195b8 @species="猩猩", @examples="小龐">
orangutan = Animal.new('猩猩', a: 'a')

block 可以當作變數使用

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', it_day11)
    @species, @block = species, it_day11
  end
end

orangutan = Animal.new('猩猩', -> (x) {x + 1})
#=> #<Animal:0x00007fd4db77f558 @species="猩猩", @block=#<Proc:0x00007fd4db77f5a8@(irb):164 (lambda)>>

getter

在Ruby的世界中，我們可以使用getter, setter 取得與改寫值。當我們想要取得動物的種類找不到，是因為我們沒有給方法取得值。

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', options = {})
    @species, @examples = species, options[:examples] || '小龐'
  end
end

orangutan = Animal.new
orangutan.species  # NoMethodError (undefined method `species' for #<Animal:0x00007fd4dcad19a8>)

⭐️ 我們可以透過一些方法取得值

  • << 表示法 ➡️ Day12介紹
  • instance_eval ➡️ Day13介紹
# 法1. 透過 instance_eval 取得值
orangutan.instance_eval { @species }   #=> 猩猩
orangutan.instance_eval { species }    #=> 猩猩

# 法2. 對 orangutan 加入 getter 的單體方法，使其可以取用值
class << orangutan
  def species
    @species
  end
end

# 可以使用 getter
orangutan.species #=> 猩猩

⭐️ 接著開始介紹getter，以下為 getter的使用方式

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', options = {})
    @species, @examples = species, options[:examples] || '小龐'
  end
  
  def species
    @species
  end
end

orangutan = Animal.new
orangutan.species        #=> 猩猩

⭐️Ruby 的getter ，有更簡潔的寫法

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', options = {})
    @species, @examples = species, options[:examples] || '小龐'
  end
  
  attr_reader :species
end

orangutan = Animal.new
orangutan.species         #=> 猩猩

setter

⭐️ 我們可以利用setter 來去設定實體變數

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', options = {})
    @species, @examples = species, options[:examples] || '小龐'
  end
  
  # getter
  attr_reader :species
  
  # setter
  def species=(species)
    @species = species
  end
end

orangutan = Animal.new
orangutan.species = '猩'
orangutan.species          #=> 猩

⭐️Ruby也有更簡潔的用法

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', options = {})
    @species, @examples = species, options[:examples] || '小龐'
  end
  
  # getter
  attr_reader :species
  
  # setter
  attr_writer :species
end

orangutan = Animal.new
orangutan.species = '猩'
orangutan.species          #=> 猩

attr_accessor

⭐️ 對於取值、改寫值的用法，Ruby 提供了 attr_accessor 作為getter, setter 使用。

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', options = {})
    @species, @examples = species, options[:examples] || '小龐'
  end
  
  # getter/setter
  attr_accessor :species
end

orangutan = Animal.new
orangutan.species = '猩'
orangutan.species          #=> 猩

⭐️ 若要對getter, setter 進行客製化功能的話，只能夠自己寫

class Animal
  def initialize(species = '猩猩', options = {})
    @species, @examples = species, options[:examples] || '小龐'
  end
  
  attr_reader :species
  
  # setter
  def species=(species)
    @species = "❌ #{species}"
  end
end

orangutan = Animal.new
orangutan.species = '猩'
orangutan.species          #=> "❌ 猩"

instance method

下列的例子中，drive為物件的方法，稱為instance method

class Car
  def initialize(color, size)
    @color, @size = color, size
  end
  
  def drive
    [color.capitalize, 'car', 'boo boo!'].join(' ')
  end
  
  private
  
  attr_reader :color
end

red_car = Car.new('red', 'big') 
blue_car = Car.new('blue', 'big')  

red_car.drive    #=> "Red car boo boo!"
blue_car.drive   #=> "Blue car boo boo!"

首先要澄清兩件事情：

  • 若不寫attr_reader 一樣可以動作。

  • color 為self.color的簡寫，這邊我們改使用實體變數@color也可以。個人習慣在唯讀的變數加入attr_reader，並且毋需在外部取得值的地方，例如上例的@color，漢漢老師就會把它寫在private裡面，避免外部可以取得值。

在Ruby的世界中，一共有public, private, protected三種方法，目前還沒有用過protected過，還沒有碰過需要區分的情境。若好奇的參考 這篇 論述即可。

class Car

  # public 方法
  
  private
  
  # 私有方法
  
  protected
  
  # 保護方法
end

由analyse_color可以得知，self.變數等於實體變數。此外，object_id可以用來判斷物件實際的位址。

class Car
  def initialize(color, size)
    @color, @size = color, size
  end
  
  def reflect
    self
  end
  
  def analyse_color
    color.object_id == @color.object_id
  end
end

red_car.reflect             #=> #<Car:0x00007fd065a07520 @color="red", @size="big">
red_car.reflect == red_car  #=> true

red_car.analyse_color

instance variable

實體變數為長相@開頭的變數，都為實體變數instance variable。上面已經提到了很多實體變數的觀念，這邊會再詳述實體變數的概念。

@color, @size, @species, @examples

實體變數是內部存放資料的地方，我們可以利用實體變數來取值和給值，並且我們不一定要在初始化的時候宣告實體變數。下例即為令新的實體變數@age，並給他get, set兩種方法（複習一下attr_accessor）

class Car
  def initialize(color = 'red', size = 'big')
    @color, @size = color, size
  end
  
  attr_accessor :age
end

car = Car.new
car.age = 20
car.age      #=> 20

我們實際看 car 物件的實體變數

car.instance_variables
#=> [:@color, :@size, :@age]

結尾語

這邊花了很大的篇幅，介紹了class的基本用法，後面的章節會介紹類別方法。

如今已經到了第11天，看著訂閱數與觀看數的微幅增長，確實比起跟著股票的漲跌而心情起舞，感受還要好。看到有人願意花時間點開我的文章，我真的很開心。

第一天列出了這一期鐵人賽的大綱，在寫的過程中一直改變想法，30篇的文章架構不斷的再改變。一來是下班時間並沒有那麼多，加上若一篇文章訊息量太大，反而會造成反效果。所以這陣子不斷的調整文章，調整能夠讓讀者看到更精闢的重點！

我也推薦同樣是工程師的朋友們寫文章，雖然表面上好像很花時間，比起自己在邊工作的時候，只記自己看得懂的筆記。多用心記錄，整理成主題式的文章，未來再反芻自己的文章也比較不會看不懂，其實算是很好的投資。

參考資料


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