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、macOS、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）。