Ruby元编程技术1-对象模型(Ruby Meta Programming - Object Models)

最近睡前把《Ruby元编程》作为枕边书，复习一些元编程技巧。顺手整理记录下这些技巧的同时，也为了这门语言能更广泛地传播，希望有更多的人喜欢Ruby这个神器。

一切都是对象

来到Ruby的世界，请你首先不要被这一切搞晕，实际上这些反而让Ruby的对象模型概念变得更加清晰。一切都是对象，对象是一个类，类也是一个对象。而实际上类是一个带有特殊功能的模块。

2.5.1 :001 > Class.superclass
 => Module
2.5.1 :002 > Module.superclass
 => Object
2.5.1 :003 > Object.superclass
 => BasicObject
2.5.1 :004 > BasicObject.superclass
 => nil
2.5.1 :005 > Kernel.class
=> Module

模块的超类是BasicObject，BasicObject才是Ruby类系统的根。BasicObject派生了Objce和Kernel，Object又派生出了Module，Module派生出Class。
这像不像道德经里所说的“道生一，一生二，二生三，三生万物”？ 再说下去更迷糊了，去Ruby的世界里自己领悟吧。Ruby诞生自亚洲，一直觉得它是一门充满东方哲学的编程语言。

2.5.1 :001 > Class.ancestors
 => [Class, Module, Object, Kernel, BasicObject]
2.5.1 :002 > Class.superclass
 => Module
2.5.1 :003 > Module.ancestors
 => [Module, Object, Kernel, BasicObject]
2.5.1 :004 > Module.superclass
 => Object
2.5.1 :005 > Object.ancestors
 => [Object, Kernel, BasicObject]
2.5.1 :006 > Object.superclass
 => BasicObject
2.5.1 :007 > BasicObject.superclass
 => nil
2.5.1 :008 > Kernel.ancestors
 => [Kernel]
2.5.1 :009 > BasicObject.ancestors
=> [BasicObject]

猴子补丁(Monkey Patch)

在元编程的所有技巧中，首先需要了解的就是Ruby的“猴子补丁”，这是一种打开类的技巧。不同于其他面向对象语言，Ruby的任何类都可以在运行态打“补丁”的，称之为Monkey Patch。

例如，对字符类String，可以在任何地方打开这个类，对它添加一些方法：

2.5.1 :001 > class String
2.5.1 :002?>   def test_method
2.5.1 :003?>     return self+"AAA"
2.5.1 :004?>   end
2.5.1 :005?> end
 => :test_method
2.5.1 :006 > s="aaa"
 => "aaa"
2.5.1 :007 > s.class
 => String
2.5.1 :008 > s.test_method
 => "aaaAAA"
2.5.1 :009 >

在上面的操作中，我们可以看到，对于Ruby的内置类String，我们为其添加了test_method方法，在下文中，任何的String对象便具有了新添加的这个方法，这就是Ruby打开类的魔术。

你甚至可以对内核模块Kernel打一个Monkey Patch，让你的方法在下文中得到全局支持：

2.5.1 :001 > test
Traceback (most recent call last):
        3: from /home/chorder/.rvm/rubies/ruby-2.5.1/bin/irb:11:in <main>
        2: from (irb):1
        1: from (irb):1:in test
ArgumentError (wrong number of arguments (given 0, expected 2..3))
2.5.1 :002 > module Kernel
2.5.1 :003?>   def test
2.5.1 :004?>     puts "OK"
2.5.1 :005?>   end
2.5.1 :006?> end
 => :test
2.5.1 :007 > test
OK
 => nil
2.5.1 :008 >

不同的是，Kernel是一个模块，需要用module关键字来打开。test方法一开始是不存在的，把它作为“补丁”加入到Kernel模块以后，就可以在下文调用了。

Monkey Patch在有些编程语言里是个贬义词，但在Ruby里，它是一个很实用的功能。

细化(refine)

如你所见，Ruby打开类的作用是如此神奇，以至于Monkey Patch一不小心可能会引发一些大的问题。因此有时候需要配合类的细化功能一起使用。

细化的用法如下：

2.5.1 :001 > module Refine
2.5.1 :002?>   refine String do
2.5.1 :003 >       def test
2.5.1 :004?>         return self+"TEST"
2.5.1 :005?>       end
2.5.1 :006?>     end
2.5.1 :007?>   end
 => #<refinement:String@Refine>
2.5.1 :008 > "AAA".test
Traceback (most recent call last):
        2: from /home/chorder/.rvm/rubies/ruby-2.5.1/bin/irb:11:in <main>
        1: from (irb):8
NoMethodError (private method test called for "AAA":String)
2.5.1 :009 > module Test
2.5.1 :010?>   using Refine
2.5.1 :011?>   "AAA".test
2.5.1 :012?>   end
 => "AAATEST"
2.5.1 :013 >

在一个模块中使用refine关键字定义细化之后，在另一个模块中使用using关键字引入这个用于定义细化的模块，细化定义的作用于就只限于调用细化模块的模块内部。

命名空间(Name Space)

在Ruby中，使用::标识引入不同作用域中的类和模块，用于界定类和模块，防止命名冲突，也让源代码的结构更加清晰。

2.5.1 :001 > module A
2.5.1 :002?>     module B
2.5.1 :003?>         class C
2.5.1 :004?>             D="Constant"
2.5.1 :005?>           end
2.5.1 :006?>       end
2.5.1 :007?>   end
 => "Constant"
2.5.1 :008 >
2.5.1 :009 > A::B::C::D
 => "Constant"
2.5.1 :010 >