Ruby中的反射（Reflection）應用執行個體_ruby專題

在Java語言中，提供了發射機制，通過發射機制可以通過字串構造出這個對象，可以擷取對象的所有方法（包括私人方法），可以調用私人方法，可以更改成員變數的值（包括私人的成員變數）。
Ruby也是物件導向的進階語言，當然也提供了反射機制，今天我們討論通過類名稱構造類對象的功能。

一、通過類名稱構造類對象

我們先看普通的構造：

複製代碼 代碼如下:

module ModuleA

    #the class name, later we will use it to create the corresponding object

    CLASS_NAME_OF_WOOD = "ModuleA::Wood"

    CLASS_NAME_OF_WOODDESK = "ModuleA::WoodDesk"

    CLASS_NAME_OF_WOODCHAIR = "ModuleA::WoodChair"

    class Wood

        def initialize

            @desc = "I am a primal wood"

        end

        def say

            puts @desc

        end

    end

    class WoodDesk < Wood

        def initialize

            @desc = "I am a desk made of wood"

        end

        def say_private

            puts "actually, i have some bug but no public"

        end

        public :say

        private :say_private

    end

    class WoodChair < Wood

        def initialize

            @desc = "I am a chair made of wood"

        end

        def say_private

            puts "I Want get married with a WoodDesk..."

        end

        def smile

            puts "ha hah hah haha ...."

        end

        public :say

        private :say_private, :smile

    end

end

定義了一個基礎類Wood，有兩個子類：WoodDesk, WoodChair，子類有分別有一個私人方法 say_private。
我們new出對象來執行：

複製代碼 代碼如下:

#the normal initailze

wood = ModuleA::Wood.new

wood.say

desk = ModuleA::WoodDesk.new

desk.say

chair = ModuleA::WoodChair.new

chair.say

#try call the private method

puts "desk respond to say_private? #{desk.respond_to? :say_private}"

desk.say_private if desk.respond_to? :say_private

上面代碼，執行public方法say，然後嘗試執行private方法 say_private，執行先check是否能夠執行，返回結果是不能執行，desk.respond_to? :say_private返回false：

複製代碼 代碼如下:

I am a primal wood

I am a desk made of wood

I am a chair made of wood

desk respond to say_private? false

好，現在我們通過反射機制來構造對象，並嘗試執行其私人方法。

我們注意到模組的定義中有三個常量，定義的是類名稱，

複製代碼 代碼如下:

    #the class name, later we will use it to create the corresponding object

    CLASS_NAME_OF_WOOD = "ModuleA::Wood"

    CLASS_NAME_OF_WOODDESK = "ModuleA::WoodDesk"

    CLASS_NAME_OF_WOODCHAIR = "ModuleA::WoodChair"

下面會通過這三個變數來理解Module.constants方法。

下面程式碼片段，基於上面的類定義：

複製代碼 代碼如下:

#get all module constants

obj_list = Array.new

tmp_const_sym_list = ModuleA.constants

tmp_const_sym_list.each do | sym |

    obj_list << ModuleA.const_get(sym)

    puts "calss = #{sym.class}, value = #{sym}"

end

我們注意到 ModuleA.constants，這個方法是Module模組中的，其作用是返回模組中所有常量的Symbol對象。我們看結果輸出：

複製代碼 代碼如下:

calss = Symbol, value = CLASS_NAME_OF_WOOD

calss = Symbol, value = CLASS_NAME_OF_WOODDESK

calss = Symbol, value = CLASS_NAME_OF_WOODCHAIR

calss = Symbol, value = Wood

calss = Symbol, value = WoodDesk

calss = Symbol, value = WoodChair

從結果中看到，定義的三個常量和類名稱都被返回了。所以注意：Ruby中的常量是包含定義的常量（變數）和類名稱，注意他們都是Symbol對象。。

不過我們是需要根據類名稱構造類對象，那麼那三個常量就是沒用的，需要刪除。我們通過Regex匹配名字，來過濾。上面的代碼修改一下：

複製代碼 代碼如下:

#get all module constants

sym_list = Array.new

tmp_const_sym_list = ModuleA.constants

tmp_const_sym_list.each do | sym |

    puts "calss = #{sym.class}, value = #{sym}"

    sym_list << ModuleA.const_get(sym) if /^Wood\w*/ =~ sym.to_s

end

sym_list << ModuleA.const_get(sym) if /^Wood\w*/ =~ sym.to_s，僅儲存以Wood開頭的symbol，這樣我們就過濾掉了那三個常量。

找都類名稱之後，開始構造對象：

複製代碼 代碼如下:

#create object from symbol

obj_list = Array.new

sym_list.each do | sym |

    obj = sym.new

    obj_list << obj

    puts "create the object: #{obj}"

end

begin

obj_list.each do | wood |

    wood.say

end

調用Symbol的new方法構造出次對象（sym.new），然後我們調用對象的say方法：

複製代碼 代碼如下:

create the object: #

create the object: #

create the object: #

I am a primal wood

I am a desk made of wood

I am a chair made of wood

達到了我們預期的結果。

二、操作成員變數和私人方法

使用過Java反射的同學們都知道，有了對象之後，操作成員變數和私人方法也就不在話下了。
Ruby中也是一樣。

先看操作成員變數的例子。我們嘗試更改一個成員變數的值。（接著上一片文章的代碼）

複製代碼 代碼如下:

#manpulate instance variables

first_wood = obj_list.first

first_wood.instance_variables.each do | var |

    #get the instance variable

    puts "class of var = #{var.class}, value of var = #{var}"

    var_value = first_wood.instance_variable_get(var)

    puts "class of var_value = #{var_value.class}, value of var_value = #{var_value}"

    #set the new value of instance varialbe

    first_wood.instance_variable_set(var, var_value + "...and i was changed.")

    first_wood.say

end

1、first_wood.instance_variables.each，我們得到一個Wood對象，然後調用其instance_variables方法得到所有成員變數的名稱（Symbol對象）。
2、然後，調用對象的first_wood.instance_variable_get方法，傳遞成員變數名稱，得到成員變數對象。
3、最後，我們通過first_wood.instance_variable_set，改變這個成員變數的值。
代碼運行結果：

複製代碼 代碼如下:

class of var = Symbol, value of var = @desc

class of var_value = String, value of var_value = I am a primal wood

I am a primal wood...and i was changed.

再看調用私人方法：

複製代碼 代碼如下:

#call private method

last_wood = obj_list.last

last_wood.method(:say_private).call

很簡單，如果你知道方法名稱，調用last_wood.method傳入方法名，就可以得到一個Method對象，然後調用Method對象的call方法，結果是私人方法輸出的內容：

複製代碼 代碼如下:

I Want get married with a WoodDesk...

普通情境下用不到修改成員變數和調用私人方法，因為這是違反了物件導向的封裝原則的，那麼反射在什麼情境下有用呢？從我個人經驗來說我覺得兩個地方有用：
1）單元測試。
2）面向方面編程。
這兩種情境都需要調用私人方法或替換成員變數的值。

你覺得呢？