Ruby 类和对象

Ruby 类和对象中文讲解

Ruby 是一种纯粹的面向对象编程语言，一切皆对象，包括数字、字符串等基本数据类型。类（Class）和对象（Object）是 Ruby 面向对象编程的核心。本文将详细讲解 Ruby 中的类和对象，涵盖定义、实例化、继承、方法、模块以及中文处理相关内容，基于 Ruby 3.4.x（截至 2025 年 8 月的最新稳定版）。本文适合初学者，同时提供中文相关注意事项。

---

1. 类和对象基础

• 类（Class）：类是对象的蓝图，定义了对象的属性（数据）和行为（方法）。
• 对象（Object）：对象是类的实例，通过类创建，包含特定数据和行为。
• Ruby 的特性：每个对象都是某个类的实例，例如 "你好" 是 String 类的对象，42 是 Integer 类的对象。

示例：

# 检查对象所属类
puts "你好".class  # 输出: String
puts 42.class      # 输出: Integer

---

2. 定义类

使用 class 关键字定义类，类名通常以大写字母开头（遵循 Ruby 的命名规范）。

2.1 基本类定义

# encoding: UTF-8
class Person
  def initialize(name, age)  # 构造函数
    @name = name  # 实例变量
    @age = age
  end

  def introduce  # 实例方法
    "我叫#{@name}，#{@age}岁"
  end
end

• 说明：
• initialize 是构造函数，在创建对象时调用。
• @name 和 @age 是实例变量，存储对象的状态。
• introduce 是实例方法，定义对象的行为。

2.2 创建对象

通过 new 方法实例化类：

# encoding: UTF-8
person = Person.new("小明", 20)
puts person.introduce  # 输出: 我叫小明，20岁

---

3. 实例变量和方法

• 实例变量：以 @ 开头，属于特定对象，作用域为整个对象。
• 实例方法：定义在类中，供对象调用。

示例：

# encoding: UTF-8
class Student
  def initialize(name, grade)
    @name = name
    @grade = grade
  end

  def study
    "#{@name} 正在学习，成绩：#{@grade}"
  end
end

student = Student.new("小红", "A")
puts student.study  # 输出: 小红 正在学习，成绩：A

3.1 访问器（Getter 和 Setter）

Ruby 提供便捷方式定义属性访问器：

• 使用 attr_reader（只读）、attr_writer（只写）、attr_accessor（读写）。

# encoding: UTF-8
class Person
  attr_accessor :name, :age  # 自动生成 getter 和 setter

  def initialize(name, age)
    @name = name
    @age = age
  end
end

person = Person.new("小明", 20)
puts person.name  # 输出: 小明
person.age = 21   # 修改 age
puts person.age   # 输出: 21

---

4. 类变量和类方法

• 类变量：以 @@ 开头，共享于类及其所有实例。
• 类方法：使用 self. 或 class << self 定义，属于类本身而非实例。

示例：

# encoding: UTF-8
class Person
  @@count = 0  # 类变量

  def initialize(name)
    @name = name
    @@count += 1
  end

  def self.total_count  # 类方法
    "总共创建了 #{@@count} 个 Person 对象"
  end
end

p1 = Person.new("小明")
p2 = Person.new("小红")
puts Person.total_count  # 输出: 总共创建了 2 个 Person 对象

---

5. 继承

Ruby 支持单继承，使用 < 指定父类，子类可以继承父类的属性和方法。

示例：

# encoding: UTF-8
class Person
  def initialize(name)
    @name = name
  end

  def introduce
    "我叫#{@name}"
  end
end

class Student < Person
  def initialize(name, grade)
    super(name)  # 调用父类的 initialize
    @grade = grade
  end

  def study
    "#{@name} 在学习，成绩：#{@grade}"
  end
end

student = Student.new("小红", "A")
puts student.introduce  # 输出: 我叫小红
puts student.study      # 输出: 小红 在学习，成绩：A

• 说明：
• super 调用父类同名方法。
• 子类可以扩展或重写父类方法。

---

6. 模块（Module）

模块用于组织代码或提供混入（Mixin）功能，不能直接实例化，但可被类包含。

6.1 定义模块

# encoding: UTF-8
module Greetable
  def say_hello
    "你好！"
  end
end

6.2 混入模块

使用 include 将模块混入类：

# encoding: UTF-8
class Person
  include Greetable
  attr_accessor :name

  def initialize(name)
    @name = name
  end
end

person = Person.new("小明")
puts person.say_hello  # 输出: 你好！
puts person.name       # 输出: 小明

6.3 模块作为命名空间

模块可用于避免命名冲突：

# encoding: UTF-8
module Chinese
  class Person
    def say
      "你好，我是中文 Person"
    end
  end
end

module English
  class Person
    def say
      "Hello, I am English Person"
    end
  end
end

zh = Chinese::Person.new
en = English::Person.new
puts zh.say  # 输出: 你好，我是中文 Person
puts en.say  # 输出: Hello, I am English Person

---

7. 中文处理相关内容

Ruby 对中文的支持依赖于正确的编码配置，以下是类和对象中处理中文的注意事项：

1. 编码声明：

• 确保脚本以 UTF-8 保存并声明：
  ruby # encoding: UTF-8
• Windows 用户若处理 GBK（旧系统），声明：
  ruby # encoding: GBK

1. 中文实例变量和方法：

   # encoding: UTF-8
   class Person
     def initialize(姓名)
       @姓名 = 姓名
     end

     def 介绍
       "你好，我的名字是#{@姓名}"
     end
   end

   person = Person.new("小明")
   puts person.介绍  # 输出: 你好，我的名字是小明

• 注意：中文方法名合法但不推荐，建议使用英文以提高代码可读性。

1. 中文字符串操作：

• 在类中处理中文字符串： # encoding: UTF-8 class TextProcessor def initialize(text) @text = text end def count_chinese @text.scan(/\p{Han}/).length end end processor = TextProcessor.new("你好，世界！") puts processor.count_chinese # 输出: 4（你好世界）

1. 文件操作与中文：

• 保存对象数据到文件： # encoding: UTF-8 class Person attr_accessor :name def initialize(name) @name = name end def save_to_file File.write("person.txt", @name, encoding: "UTF-8") end end person = Person.new("小明") person.save_to_file

1. 乱码问题：

• Windows CMD：默认 GBK 可能导致乱码，切换到 UTF-8：
  bash chcp 65001
• 确保终端和文件编码一致，或使用 PowerShell/Windows Terminal。
• 检查对象字符串编码：
  ruby puts person.name.encoding # 输出: UTF-8

---

8. 代码示例

1. 完整类示例：

   # encoding: UTF-8
   class Person
     @@count = 0
     attr_accessor :name, :age

     def initialize(name, age)
       @name = name
       @age = age
       @@count += 1
     end

     def introduce
       "我叫#{@name}，#{@age}岁"
     end

     def self.total_count
       "总共创建了 #{@@count} 个对象"
     end
   end

   p1 = Person.new("小明", 20)
   p2 = Person.new("小红", 18)
   puts p1.introduce  # 输出: 我叫小明，20岁
   puts Person.total_count  # 输出: 总共创建了 2 个对象

2. 继承与模块：

   # encoding: UTF-8
   module Learnable
     def learn
       "学习中..."
     end
   end

   class Person
     def initialize(name)
       @name = name
     end
   end

   class Student < Person
     include Learnable
     def introduce
       "我是学生#{@name}"
     end
   end

   student = Student.new("小明")
   puts student.introduce  # 输出: 我是学生小明
   puts student.learn      # 输出: 学习中...

---

9. 常见问题与解决

1. 中文乱码：

• 原因：脚本或终端编码不一致。
• 解决：
  • 添加 # encoding: UTF-8。
  • Windows 用户运行：
    bash chcp 65001 set RUBYOPT=-EUTF-8
  • 使用 UTF-8 保存文件（无 BOM）。

1. 实例变量未初始化：

• 原因：访问未定义的实例变量返回 nil。
• 解决：
  ruby class Person def initialize @name ||= "默认姓名" # 设置默认值 end end

1. 方法重写错误：

• 原因：子类意外覆盖父类方法。
• 解决：使用 super 调用父类方法。

---

10. 最佳实践

• 命名规范：类名使用驼峰式（CamelCase），方法和变量使用下划线（snake_case）。
• 编码统一：始终使用 UTF-8，避免 GBK 除非必要。
• 模块化：使用模块组织代码，增强复用性。
• 访问控制：
• 使用 private 或 protected 限制方法访问：
  ruby class Person private def secret "这是秘密" end end

---

11. 进阶建议

• 学习 Rails：Rails 广泛使用类和对象（如模型类）：

  class User < ApplicationRecord
    validates :name, presence: true
  end

• 调试工具：
• 使用 pry 检查对象：
  bash gem install pry
ruby require 'pry' person = Person.new("小明", 20) binding.pry # 检查 person.instance_variables
• 国际化（i18n）：
• 在 Rails 中使用 i18n gem 处理中文：
  yaml # config/locales/zh-CN.yml zh-CN: hello: "你好"

---

12. 社区资源

• Ruby 官方文档：ruby-doc.org
• Ruby China：ruby-china.org
• 《Programming Ruby》（Pickaxe Book）

通过以上讲解，你可以全面掌握 Ruby 的类和对象，并处理中文相关任务。如果需要深入某个主题（如继承、模块或 Rails 模型），请告诉我！