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基于Ruby的元编程技术(1)

来源:互联网 作者:佚名 时间:2015-03-02 14:39
元编程并不是一个很新的概念,通常元编程被认为是通过程序来生成程序,如果从这种意义上来考虑,那么lex和yacc以及JavaCC应该都可以算 是具有了元编程的概念,在Java中,元编程得到了广泛的应用。但在Ruby中,元编程的使用变得相当的简单和容易实现,使用Rub

元编程并不是一个很新的概念,通常元编程被认为是通过程序来生成程序,如果从这种意义上来考虑,那么lex和yacc以及JavaCC应该都可以算 是具有了元编程的概念,在Java中,元编程得到了广泛的应用。但在Ruby中,元编程的使用变得相当的简单和容易实现,使用Ruby语言本身来产生 Ruby代码,不需要借助外部的工具,著名的RoR框架就是建立在Ruby元编程的基础上的。可能你对元编程还没什么概念,但是Ruby已经内建了元编程 这种机制,所以很有可能,你在不知不觉中就已经使用了Ruby元编程技术为你带来的方便之处。如下面这段代码:

class Person attr_reader :name end

你肯定知道:name是和@name相关联的,但是你不一定清楚它到底是怎么实现的,其实attr_reader方法的实现就是采用了元编程技术,如下面的这段代码:

class Module def attr_reader(*syms) syms.each do |sym| class_eval %{def #{sym}   @#{sym} end end   end end

看了这段代码,你应该大概了解元编程的机制了吧,如果你现在还不了解,那么我建议你先认真的学习一下Ruby的反射机制,然后再接下去看这篇帖子,因为下面介绍的内容并不是一杯婴儿奶粉。

在Ruby On Rails中,有一个OR映射层,就是动态的从一张关系表映射到一个对象,这主要由ActiveRecord类来实现。在OR映射模型中,将关系数据库中 的关系表映射到对象模型时,将关系表的表名映射到类名,表中的每一个元组映射到对应于这个类的一个对象,元组的一个字段对应于对象的一个属性。

假如我们有一个保存职员基本信息的文件,文件的格式是这样的:第一行是文件内容的每个字段的名称,从第二行开始,则是每个职员的基本信息。现在我们有一个文件名为“employee.txt”的文件,其内容如下所示:

name,age,gender "John", 23, "male" "Linclon", 25, "male"

假设我们就要从这个文本文件中读取数据,并进行一定的处理。如果是使用C++编程,你首先一定会想到应该定义一个Employee类,然后这个类中 有name, age, gender这些成员变量。但是采用这种方法的话,可以发现,如果想在职员信息中加入一个字段,比如部门(department),就不得不修改 Employee类的代码,在Employee类中增加一个“department”成员变量,所以我们的代码是高度依赖于文件的具体格式,这当然不是一 个好的现象。我们希望有一种更简单和优雅的方案,还有,Ruby动态性提高给我们一个解决方案,但是,我们应该从何下手呢,这就需要Ruby的元编程能 力。

首先,我们想应该有一个职员类,在Rails中,每个关系表的名称会成为类的名称,在这里,采用类似的方法,将文本文件的名称作为类的名称,在Ruby中,类名同时也是一个常量名,所以第一个字母必须为大写,我们使用如下的代码来生成类名。

class_name = File.basename(file_name, ".txt").capitalize # "employee.txt" => "Employee" klass = Object.const_set(class_name, Class.new)

Class.new生成一个新的类,这个类的名称是匿名的,所以采用const_set操作来绑定一个类名,变量klass是新类型的引用。

生成了这个类以后,需要想这个类添加姓名,年龄和性别这些属性,这些属性的名称是在文本文件的的第一行中给出的。

data = File.new(file_name) header = data.gets.chomp

data.close names = header.split(",")

下面的代码给出了如何生成这些属性,以及初始化这些属性值。

klass.class_eval do attr_accessor *names define_method(:initialize) do |*values| names.each_with_index do |name, i| instance_variable_set("@" + name, values) end end #...    end 

现在,有了一系列的访问子(可读和可写),通过instance_variable_set方法,又给每个属性做了初始化。

变量names是在块外部定义的,由于块的闭合性,所以变量names在块中也是有效的。当然,为了程序的演示,又定义的了一个to_s方法,代码如下所示:

define_method(:to_s) do str = "<#{self.class}: " names.each {|name| str << "#{name}=#{self.send(name)} "} str + ">" end alias_method :inspect, :to_s

完成了这些以后,对于类的构造已经基本结束了,现在就需要真正的从文本文件中读取数据了。从文本文件读数据应该是一个类方法,而不是一个实例的方法,其实现代码如下:

def klass.read array = [] data = File.new(self.to_s.downcase + ".txt") data.gets #throw away header data.each do |line| line.chomp! values = eval("[#{line}]") array << self.new(*values) end data.close return array end

在这个方法中,使用字的类名来匹配相关的文件,比如将Employee类映射到“employee。txt”。然后,从文件中读取职员信息,由于第 一行是字段定义,所以要舍弃第一行数据。从第二行开始读取数据,每读取一行数据,则构造一个Employee实例。通过上面这个简单的例子,我们可以看出 元编程的功能是相当之强大的,使用元编程技术,可以构造相当简单,优雅的解决方案。

 

class DataRecord def self.make(file_name) data = File.new(file_name) header = data.gets.chomp data.close class_name = File.basename(file_name, ".txt").capitalize # "employee.txt" => "Employee" klass = Object.const_set(class_name, Class.new) names = header.split(",") klass.class_eval do attr_accessor *names define_method(:initialize) do |*values| names.each_with_index do |name, i| instance_variable_set("@" + name, values) end end define_method(:to_s) do str = "<#{self.class}: " names.each {|name| str << "#{name}=#{self.send(name)} "} str + ">" end alias_method :inspect, :to_s end def klass.read array = [] data = File.new(self.to_s.downcase + ".txt") data.gets #throw away header data.each do |line| line.chomp! values = eval("[#{line}]") array << self.new(*values) end data.close return array end return klass end end

DataRecord.make("employee.txt") list = Employee.read puts list

 

 

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