Ruby

此條目介紹的是程式語言Ruby。关于寶石類的Ruby，请见「紅寶石」。关于印刷用語Ruby字元，请见「旁註標記」。

Ruby 是一种面向对象、指令式、函数式、动态的通用编程语言。在20世纪90年代中期由日本電腦科學家松本行弘（Matz）设计并开发。

Ruby

编程范型	面向对象、指令式、函数式
設計者	松本行弘
實作者	松本行弘等人
发行时间	1995年
当前版本	3.3.6（2024年11月5日；穩定版本）
型態系統	动态类型
操作系统	跨平台
許可證	Ruby许可证 / BSD许可证 / GNU通用公共许可证第二版
網站	www.ruby-lang.org
主要實作產品
Ruby MRI、YARV、Rubinius、MagLev、JRuby、 MacRuby、RubyMotion、HotRuby、IronRuby、 mruby
啟發語言
Ada、C++、CLU、Dylan、Eiffel、 Lisp、Perl、Python、Smalltalk
影響語言
Clojure、D、Elixir、Falcon、Fancy、Groovy 、Ioke、Mirah、Nu、Reia、Potion

遵守BSD许可证和Ruby License。它的灵感与特性来自于Perl、Smalltalk、Eiffel、Ada以及Lisp语言。由Ruby语言本身还发展出了JRuby（Java平台）、IronRuby（.NET平台）等其他平台的Ruby语言替代品。

歷史

Ruby的作者松本行弘

Ruby的作者松本行弘於1993年2月24日開始編寫Ruby，直至1995年12月才正式公開發佈於fj（新聞群組）。之所以稱為Ruby是取法自Perl，因為Perl的發音與6月的誕生石pearl（珍珠）相同，Ruby選擇以7月的誕生石ruby（紅寶石）命名。Ruby相較之下比其他類似的程式語言（如Perl或Python）年輕，又因為Ruby是日本人發明的，所以早期的非日文資料和程式都比較貧乏，在網上仍然可以找到早期對Ruby的資料太少之類的批評。

約於2000年，Ruby開始進入美國，英文的資料開始發展。 2004年，Rails框架誕生，Ruby更加廣為人知，Ruby並於2006年為TIOBE獲選為年度程式語言。此時為Ruby的全盛時期。 這一時期許多 GitHub 上有創意的專案以 Ruby 撰寫，並且有 GitHub 與 Twitter 等重要網頁選用 Ruby 編寫。

2010年以後，Javascript 和 Python 這兩個和 Ruby 定位類似的語言在 Google 等公司與一些社群的支持下越來越受到歡迎。 其中，V8引擎使得 Javascript 在同類型語言中有著突出的效能； NumPy 讓 Python 可以更加優雅的進行科學運算。 2009年，以V8引擎製作的伺服端平台 Node.js 發表。 2015年 機器學習知名專案 TensorFlow 發表，並選用 Python 作為官方 API 使用的語言。 Ruby 在多年被蠶食後走向衰微。 Ruby 現在仍為TIOBE程式語言流行排行前20名，但已經遠遠沒有全盛時期受歡迎。

在 Ruby 逐漸失寵以後，開發團隊開始有意的提升 Ruby 的效能。在 Ruby 2.X 版本後期提出「Ruby 3x3」計畫，目標是希望 Ruby 3.0 版本能比 2.0 版本有 3 倍效能提升。 從 Ruby 3.0 開始，團隊開始嘗試在 Ruby 中加入 JIT 的功能。在 3.1 版本之後，Ruby 的團隊與 Shopify 團隊合作，嘗試性地加入新的 JIT 編譯器 —— YJIT。 並且 YJIT 在 Ruby 3.2 正式被引入。

Ruby的理念

减少编程时候的不必要的琐碎时间，令编写程序的人高兴，是设计Ruby语言的Matz的一个首要的考虑；其次是良好的界面设计。他强调系统设计必须强调人性化，而不是一味从机器的角度设想。

“ 人们特别是电脑工程师们，常常从机器着想。他们认为：“这样做，机器就能运行的更快；这样做，机器运行效率更高；这样做，机器就会怎样怎样怎样。”实际上，我们需要从人的角度考虑问题，人们怎样编写程序或者怎样使用机器上应用程序。我们是主人，他们是仆人。 ”

遵循着最小惊讶原则，Ruby语言通常非常直观，按照编程人认为它应该的方式运行。

Ruby的作者認為Ruby > (Smalltalk + Perl) / 2，表示Ruby是一個语法像Smalltalk一样完全面向对象、脚本執行、又有Perl強大的文字處理功能的程式語言。

Ruby的版本体系

Ruby版本号的构成形式是（MAJOR）.（MINOR）.（TEENY），均为只有1位的整数；如“1.8.6”、“1.9.3”。

1.9版系统的TEENY不小于1时为稳定版，TEENY为0的版本是开发版。在1.9之前的版本中偶数MINOR代表稳定版，奇数MINOR代表开发版。

Ruby的Hello World程序

下面是一个在标准输出设备上输出Hello World的简单程序：

#!/usr/bin/env ruby
puts "Hello, world!"

或者是在irb互動式命令列的模式下：

>>puts "Hello, world!"
Hello, world!
=> nil

Ruby的特点

變數與函數的命名規則

乍看之下與Perl的命名規則有些類似，不過Perl的命名用來區分純量、陣列與映射；而Ruby的命名規則用來表示變數與類別的關係。Ruby的變數有以下幾種：

• 一般小寫字母、底線開頭：變量（Variable）。
• $開頭：全局變量（Global variable）。
• @開頭：實例變量（Instance variable）。
• @@開頭：類別變量（Class variable）類別变量被共享在整个继承链中
• 大寫字母開頭：常數（Constant）。

有些函數則會加一個後綴，用來表示函數的用法，跟變數命名規則不同，函數的命名規則只是習慣，不具強制性，即使你不照規則命名也不影響程式運作

• =結尾：赋值方法，相當於其他程式語言的set開頭的方法，算是一種語法糖。
• !結尾：破壞性方法，呼叫這個方法會修改本來的物件，這種方法通常有個非破壞性的版本，呼叫非破壞性的版本會回傳一個物件的副本。
• ?結尾：表示這個函數的回傳值是個布林值。

多種字串表示法

Ruby提供了多種字串的表示方法，方便撰寫有大量文字資料的程式。除了来自C语言的引号表示法之外，还有来自于Perl的百分号字面量记法，以及方便书写大量内容的Heredoc记法。Ruby可以方便地以#{variable_name}的方式向字符串中插入变量。

a = '\n这是一个单引号的字符串，反斜线和变量插值不会被转义'

b = %q{这是一个不可转义的字符串}

c = "\n这是一个双引号的字符串，反斜线和变量插值会被转义\n#{a}"

d = %Q{\n這是一個常量字串，特殊内容同样会被转义\n}

e = <<BLOCK
这是一个以Heredoc方式书写的常量字符串，可转义，结尾标志不可缩进
BLOCK

f = <<-BLOCK
      这是一个可以缩进的Heredoc字符串
    BLOCK

g = <<~BLOCK
      这是一个可以缩进的Heredoc字符串
      缩进会被自动去掉，在2.3版本中引入
    BLOCK

h = %/\t这是一个可转义的的字符串\n/

動態修改物件、類別

Ruby是动态语言，你可以在程序中修改先前定义过的類別。 也可以在某个类別的实例中定义该实例特有的方法，这叫做原型方法（prototype）。

class MyClass
  def the_method
    "general method"
  end
end

mc = MyClass.new
def mc.the_method
  "special for this instance."
end

mc.the_method

強大的反射機制與元編程

Ruby的反射功能相當驚人，甚至可以自行追蹤程式運作，或是取出private變數、攔截方法的呼叫。 常常與『可以動態的修改物件』這項特色結合，做為『元編程』的功能：程式在運行時， 可以由程式設計師提供的資訊，自行生成、修改類別或物件，這項功能大大的提高了撰寫程式碼的效率。 在Rails之中，就大量使用了這種特性。

以下為用Rails使用元編程的範例：

class Project < ActiveRecord::Base
  belongs_to :portfolio
  has_one    :project_manager
  has_many   :milestones
end

在這個例子中，Project類別繼承Base類別，Base類別內建的belongs_to、has_one、has_many方法，便會根據參數來修改Project類別的內容，並自行建立其他相關的方法。程式設計師可以更專心處理程式的運作，而不必為每個類別重複得撰寫程式碼。

豐富靈活的迴圈表示

# 使用 for，在 1 到 3 取出值 1、2、3 到 outer_i 裡操作。
for outer_i in 1..3 do
  puts "for: #{outer_i * 100}"
end

# 在 1 到 3 的集合裡針對每個值，放到 i 裡操作。
(1..3).each do |i|
  puts "each: #{i * 100}"
end

# 只要符合 outer_i 小於等於 300，則進入迴圈。
outer_i = 100
while outer_i <= 300
  puts "while: #{outer_i}"
  outer_i += 100
end

# 直到 outer_i 大於 300 前，都可以進入迴圈。
outer_i = 100
until outer_i > 300
  puts "until: #{outer_i}"
  outer_i += 100
end

# 無限迴圈，用 break 來打斷迴圈。
outer_i = 100
loop do
  break if outer_i > 300

  puts "loop: #{outer_i}"
  outer_i += 100
end

# 作 3 次迴圈，i 從 0 開始遞增 1。
3.times do |i|
  puts "times: #{(i + 1) * 100}"
end

# 從 1 遞增 1 到 3，值傳入 i 來操作。
1.upto(3) do |i|
  puts "upto: #{i * 100}"
end

# 從 3 遞減 1 到 1，值傳入 i 來操作。
3.downto(1) do |i|
  puts "downto: #{400 - i * 100}"
end

# 從 100 開始以每步 +100 邁向 300。
100.step(300, 100) do |i|
  puts "step: #{i}"
end

其他特色

• 完全物件導向：任何東西都是物件，沒有基礎型別
• 變數是動態类型。
• 任何東西都有值：不管是四則運算、邏輯表達式還是一個語句，都有回傳值。
• 运算符重载
• 垃圾回收
• 强类型
• 变量无需声明
• 在Windows上，載入DLL

比較與批評

讓人意外之處

• 在Ruby中，只有false和nil表示false，其它的所有值都表示true（包括0、0.0、""、[]）。這點和C語言的『用0代表false』不同。
• Ruby的字串是可改變的，這與Java固定不變的字串不同。在Ruby中，常用Symbol对象来表示不可变的字符串。Ruby 2.3提供了默认冻结字符串的选项，在源码开头添加魔术注释# frozen_string_literal: true可以打开这个选项，当用户试图更改String对象时会抛出运行时异常。同时，松本行弘表示，在Ruby 3中，字符串将是默认不可变的。
• Ruby的繼承功能相當脆弱，儘管Ruby是一個物件導向語言，Ruby內的許多規則，卻使得子類別有可能不小心就覆寫了父類別的功能，在《The Ruby Programming Language》一書中，建議除非程式設計師對一個類別相當了解，否則盡可能不要使用繼承。

和Perl 6比較

• CPAN上排名第一名，同時也是Perl 6的開發者的唐鳳（Autrijus / Audrey）說：「Ruby就是『沒有到處打廣告的Perl 6』」。
• 松本行弘在接受歐萊禮（O'Reilly）訪問時，提到「Ruby借用了很多Perl的東西……，Python遠比Perl要少……」、「我認為Ruby這個名字作為Perl之後的一門語言的名字真是再恰當不過了。」
• Perl之父拉里·沃爾（Larry Wall）說：「很多方面上我還是很喜歡Ruby的，這是因為那些部分是從Perl借過去的。：-）」、「我還喜歡Ruby的C<*>一元星號操作符，所以我把它加到Perl 6裡面。」

程式範例

下面的代码可以在Ruby shell中运行，比如irb互動式命令列，或者保存为文件并运行命令ruby <filename>。

• 一些基本的Ruby代码：

# Everything, including a literal, is an object, so this works:
-199.abs                                                        # 199
"ruby is cool".length                                           # 12
"Rick Astley".index("c")                                        # 2
"Never gonna let you down".sub('let you down', 'give you up')   # "Never gonna give you up"
"Nice Day Isn't It?".downcase.split(//).sort.uniq.join          # " '?acdeinsty"

• 一些转换：

puts "What's your favorite number?"
number = gets.chomp
outputnumber = number.to_i + 1
puts outputnumber.to_s + ' is a bigger and better favorite number.'

集合

• 构造和使用数组：

a = [1,'hi', 3.14, 1, 2, [4, 5]]

p a[2]           # 3.14
p a.[](2)# 3.14
p a.reverse      # [[4, 5], 2, 1, 3.14, 'hi', 1]
p a.flatten.uniq # [1, 'hi', 3.14, 2, 4, 5]

• 构造和使用关联数组：

hash = { :water => 'wet', :fire => 'hot' }
puts hash[:fire] # Prints:  hot

hash.each_pair do |key, value| # Or:  hash.each do |key, value|
puts "#{key} is #{value}"
end

# Prints:  water is wet
#          fire is hot

hash.delete :water # Deletes :water => 'wet'
hash.delete_if {|k,value| value=='hot'} # Deletes :fire => 'hot'

块和迭代器

• 有两个语法用于创建块：

{ puts "Hello, World!" } # Note the { braces }
#or
do puts "Hello, World!" end

• 传参数的块使用闭包Closure：

# In an object instance variable (denoted with '@'), remember a block.
def remember(&a_block)
  @block = a_block
end

# Invoke the above method, giving it a block which takes a name.
remember {|name| puts "Hello, #{name}!"}

# When the time is right (for the object) -- call the closure!
@block.call("Jon")
# => "Hello, Jon!"

• 从方法中返回闭包：

def create_set_and_get(initial_value=0) # Note the default value of 0
  closure_value = initial_value
  return Proc.new {|x| closure_value = x}, Proc.new { puts closure_value }
end

setter, getter = create_set_and_get  # ie. returns two values
setter.call(21)
getter.call # => 21

• 迭代调用调用时提供的块：

def use_hello
  yield "hello"
end

# Invoke the above method, passing it a block.
use_hello {|string| puts string} # => 'hello'

• 使用块迭代数组：

array = [1, 'hi', 3.14]
array.each { |item| puts item }
# => 1
# => 'hi'
# => 3.14

array.each_index { |index| puts "#{index}: #{array[index]}" }
# => 0: 1
# => 1: 'hi'
# => 2: 3.14

(3..6).each { |num| puts num }
# => 3
# => 4
# => 5
# => 6

像inject()方法可以接收一个参数和一个块。迭代的注入列表的每一个成员，执行函数时保存总和。这同函数编程语言中的foldl函数相类似，比如：

[1,3,5].inject(10) {|sum, element| sum + element} # => 19

首先块接收到了10（inject的参数）当作变量sum，并且1（数组的第一个元素）当作变量element；这会返回11。11又被当作下一步的sum变量，它加上3得到了14。14又被加上了5，最终返回结果19。

• 块运行在内置的方法中：

File.open('file.txt', 'w') do |file| # 'w' denotes "write mode".
  file.puts 'Wrote some text.'
end                                  # File is automatically closed here

File.readlines('file.txt').each do |line|
puts line
end
# => Wrote some text.

• 使用枚举器和块求1到10的平方：

(1..10).collect {|x| x*x} # => [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

类

下面的代码定义一个命名为Person的类。含有一个「initialize」方法，用于构选创建一个新对象，它还有两个方法，一个重载了<=>比较运算符（这样Array#sort可以使用age排序）另一个重载了to_s方法（这样Kernel#puts可以格式化输出），attr_reader是Ruby中元数据编程的例子：attr_accessor为实例变量定义了getter和setter方法，attr_reader只是一个getter方法。另外，方法中最后的声明是它的返回值，也允许显式的使用「return」语句。

class Person
  attr_reader :name, :age
  def initialize(name, age)
    @name, @age = name, age
  end
  def <=>(person) # Comparison operator for sorting
    @age <=> person.age
  end
  def to_s
    "#@name (#@age)"
  end
end

group = [
  Person.new("Bob", 33),
  Person.new("Chris", 16),
  Person.new("Ash", 23)
]

puts group.sort.reverse

• 下面按age倒序输出了三个名字：

Bob(33)
Ash(23)
Chris(16)

各種版本

Matz's Ruby interpreter，最初也是最常見的Ruby版本，簡稱MRI，用C語言撰寫。

JRuby，類似Python的Jython，一個可於Java上執行Ruby的語言，支援Java的介面和類別。最新發布版爲9.1.6.0（2016-11-09），與Ruby 2.3兼容。它的官方網站為jruby.org。

mruby是一个轻量级的Ruby解释器，可以嵌入到其它应用程序中，或者作为库链接到应用中。

參見

• Python（經常和Ruby比較）
• Perl
  • Perl 6（vs. Ruby）
• QtRuby：Qt的Ruby綁定
• Smalltalk
• Ruby on Rails：一个MVC的快速網站开发应用框架。
• RGSS：使用Ruby為基礎的遊戲腳本系統。

外部連結

• Ruby的官方网站（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• 《Programming Ruby》網路版
• Ruby Application Archive
• RubyForge提供一個類似SourceForge和Freshmeat的環境給用Ruby或給Ruby寫的工具，現已停止運營。
• Ruby Documentation project
• Full Ruby on Rails Tutorial
• TryRuby（页面存档备份，存于互联网档案馆）（英文）
• Ruby Taiwan社群 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Ruby中国社区 （页面存档备份，存于互联网档案馆）目前中国Ruby开发者公认的Ruby中文社区。
• 微服务架构在Ruby中（英文）