關於 Ruby

想知道 Ruby 為何如此受歡迎嗎?為什麼 Ruby 的支持者會說 Ruby 是個美麗的程式語言,既靈巧方便又實用呢?

Ruby 發明者的理想

Ruby 是一個注重均衡的語言。Ruby 語言的發明者,松本行弘 Yukihiro “Matz” Matsumoto,混合了他喜歡的語言(如 Perl、Smalltalk、Eiffel、Ada、以及 Lisp)產生了一種嶄新的語言,同時具有函數式與指令式程式設計語言特性。

Matz 常說: “不斷嘗試讓 Ruby 更為自然,而不是簡單”,就像生活一樣。

除此之外,他還提到:

Ruby 像人體一樣,外表看似簡單,卻有著複雜的內裡1

Ruby 的成長

自從在 1995 年公開發表以來,Ruby 在全球吸引了許多忠誠的支持者。2006 年,Ruby 被廣泛的接受。各大城市都有活躍的使用者社群,並舉辦了許許多多場場爆滿的研討會。

2006 年,Ruby 主要的郵件列表:Ruby-Talk 上,討論 Ruby 語言的文章爬升到每日 200 封。近幾年郵件列表討論下降了,因為各個社群有著自己的討論小組。

TIOBE 的最流行開發語言排名調查中,Ruby 排名為全球第 13。根據這樣的成長情況,他們預測 “在半年之中 Ruby 將會進入最受歡迎的第 10 名.” 有越來越多受歡迎的軟體,如 Ruby on Rails 網路框架 是使用 Ruby 撰寫而成,也是為什麼 Ruby 會成長的如此快。

同時,Ruby 是個自由軟體。不僅免費,同時可自由的使用、修改與散佈。

萬物即物件

最初,Matz 從其他語言中尋找理想的語法。他回憶起曾做過的研究,說:“我想要一個比 Perl 更強大、比 Python 更物件導向的的腳本語言2”。

在 Ruby 裡,萬物皆物件。所有的資訊與程式碼,都給傳遞給物件擁有的屬性(properties)與行為(actions)。物件導向程式設計中稱屬性為實體變數instance variables )而行為稱為方法methods )。從下列程式碼中看到 Ruby 能夠給 “數字(number)” 賦予 “行為(actions)” 這特點來看,足以證明 Ruby 是個純物件導向的語言。

5.times { print "We *love* Ruby -- it's outrageous!" }

許多的語言裡,數字與其他的原生資料型態(primitive types)都不是物件。 而 Ruby 受到了 Smalltalk 語言讓所有的資料型態都可賦予方法與產生實體變數的影響。更進而讓這規則適用於 Ruby 中所有物件。

Ruby 的靈活性

Ruby 是個相當靈活的語言,可以讓使用者自由的去改變語言的各個部分。 Ruby 的本質部份也可以隨意地被移除或重新定義。現有的部份也可以繼續添加內容。Ruby 試著不去限制程式設計人員。

舉例而言,我們使用(+)運算元來執行加法。但是如果你打算使用 plus 來取代,你可以加入以下的方法到 Ruby 的內建 Numeric 類別之中。

class Numeric
  def plus(x)
    self.+(x)
  end
end

y = 5.plus 6
# y 等於 11

Ruby 的運算元其實就是個方法(method)。你也可以重新定義運算元。

區塊(Blocks)非常驚艷的功能

Ruby 的區塊可說是強大靈活性的來源。 程式設計師可以為任何的方法加上閉包(closure),來描述這個方法該做什麼。此處的閉包稱為 block 同時這也是從指令式程式設計語言如 PHP 或 Visual Basic 轉換到 Ruby 的新手最喜歡的功能。

區塊的靈感是由函數式程式設計語言而來。Matz 說到:”在 Ruby 的閉包之中,我要向 Lisp 文化致敬3”。

search_engines =
  %w[Google Yahoo MSN].map do |engine|
    "http://www." + engine.downcase + ".com"
  end

在上面的程式碼裡,區塊是在 do ... end 之間。其中 map 方法給區塊提供一個字串陣列。Ruby 中還有許多其他的方法,提供了類似的方式,讓程式設計師可以撰寫自己的區塊來完成此方法該做的事。

Ruby 與 Mixin

和其他許多的物件導向語言不同,Ruby 故意的只提供單繼承(single inheritance)。但 Ruby 提供模組(module) 的觀念(在 Objective-C 中稱為 Categories)。 Module 是許多方法的集合。

類別(Class)可以混入(mixin)模組,並可自由的取用模組內的所有方法。舉例來講,所有要實作 each 方法的類別,都可以混入 Enumerable 模組進來,便可以使用 each 方法來達到執行迴圈的目的。

class MyArray
  include Enumerable
end

一般來說,Ruby 使用者使用這種方式,會比使用複雜且有很多限制的多重繼承來得清楚。

Ruby 的外觀

Ruby 常使用某些符號與英文關鍵字來輔助撰寫程式。Ruby 不需要事先宣告變數。使用簡單的命名規則來說明變數的生命範圍。

  • var 表示變數是個區域變數(local variable)
  • @var 表示變數是個實體變數(instance variable)
  • $var 表示變數是個全域變數(global variable)

這些符號讓程式設計師可以輕易的定義每個變數的角色,進而增加了程式的可讀性。另外 Ruby 也省略了累贅的 self. ,方便直接來存取每個實體成員。

更上一層樓

Ruby 還具有以下的特點:

  • Ruby 具有例外處理(exception handling)的能力。就如 Java 或 Python 一樣,可以讓使用者輕鬆的處理錯誤狀況。

  • Ruby 對於所有的物件具有一個真正的標記-清除(mark and sweep)式的垃圾收集器(garbage collector)。使用者不必去維護擴充函式庫中的 參考計數器(reference counts)。如 Matz 說的:”這樣有益健康”。

  • 在 Ruby 中撰寫 C 的擴充程式比在 Perl 或 Python 中方便,擁有許多方便的 API 可以讓 C 呼叫 Ruby。這樣可以將 Ruby 當成腳本語言,嵌入到其他軟體之中。它也具有 SWIG 的呼叫界面。

  • 如果作業系統支援,Ruby 可以動態的載入擴充函式庫。

  • Ruby 具有與作業系統無關的多線程(threading)能力。可以在所有可以執行 Ruby 的平台上都能夠達到多線程的目標,而不必管作業系統是否支援,就算是 MS-DOS 也行。

  • Ruby 具有高度的移植性:它大部份是在 GNU/Linux 上發展出來,但是可以執行於多種的作業系統如: UNIX、Mac OS X、Windows、DOS、BeOS、OS/2 等。

參考資料

1 Matz 於 2000 年 5 月 12 日 Ruby-Talk 郵件論壇上的發言。

2 專訪 Ruby 語言發明者(2001 年 11 月 29 日)

3 Matz 談 Blocks and Closures in Ruby (2003 年 12 月 22 日)。