如何設計出漂亮的 Ruby APIs

2023-03-04 23:56:01Python012

如何設計出漂亮的 Ruby APIs,第1张

1.Argument Processing

Ruby 使用了 Symbols 和 Hash 来达到虚拟关键字参数(Pseudo-Keyword Arguments)。这种技巧被广泛应用在 Ruby 的函式库和 Rails 中，增加了阅读性，也很容易使用。

def blah(options)

puts options[:foo]

puts options[:bar]

end

blah(:foo =>"test", :bar =>"test")

Ruby 也可以将参数列当成阵列使用：

def sum(*args)

puts args[0]

puts args[1]

puts args[2]

puts args[3]

end

sum(1,2,3)

如此就可以设计出不固定参数列、十分弹性的 API。类似於 C++ 的 function overloading。在 Rails 中也十分常见这样的 API 设计，例如 link_to 就支援了两种用法：

# USAGE-1 without block

<% link_to 'Posts list', posts_path, :class =>'posts' %>

# USAGE-2 with block

<% link_to posts_path, :class =>'posts' do %>

Posts list

<% end %>

搭配虚拟关键字参数使用的话，可以参考 ActiveSupport#extract_options! 这个小技巧取出 Hash 值。

2. Code Blocks

程式区块(Block)是 Ruby 最重要的特色，除了拿来做迭代(Iteration)之外，也可以包装前後置处理(pre- and Post-processing)，一个最基本的例子就是开档了，一般程序式的写法如下：

f = File.open("myfile.txt", 'w')

f.write("Lorem ipsum dolor sit amet")

f.close

使用 Block 之後，我们可以将 f.close 包装起来，不需要明确呼叫。只要程式区块结束，Ruby 就会自动关档。程式一来因为缩排变得有结构，二来也确定档案一定会关闭(不然就语法错误了)

# using block

File.open("myfile.txt", 'w') do |f|

f.write("Lorem ipsum dolor sit amet")

end

另一个程式区块的技法，是用来当做回呼(Dynamic Callbacks)。在 Ruby 中，程式区块也是物件，於是我们可以将程式区块如透过”注册”的方式先储存下来，之後再依照需求找出来执行。例如在 Sinatra 程式中：

get '/posts' do

#.. show something ..

end

post '/posts' do

#.. create something ..

end

我们”注册”了两个回呼：一是当浏览器送出 GET ‘/posts’ 时，会执行 show something 的程式区块，二是 POST ‘/posts’ 时。

3. Module

模组(Module)是 Ruby 用来解决多重继承问题的设计。其中有一招 Dual interface 值得一提：

module Logger

extend self

def log(message)

$stdout.puts "#{message} at #{Time.now}"

end

Logger.log("test") # as Logger’s class method

class MyClass

include Logger

end

MyClass.new.log("test") # as MyClass’s instance method

Ruby 的 extend 作用是将模组混入(mix-in)进单件类别(singleton class)，於是 log 这个方法除了可以像一般的模组被混入 MyClass 中使用，也可以直接用 Logger.log 呼叫。

要将 Ruby 模组的混入成类别方法(class method)，也有一些常见的 pattern 模式，可以将模组设计可以同时混入实例方法(instance method)和类别方法，请参阅投影片范例。这在撰写 Rails plugin 时非常常用。

4. method_missing?

Ruby 的 Missing 方法是当你呼叫一个不存在的方法时，Ruby 仍然有办法处理。它会改呼叫 method_missing 这个方法，并把这个不存在的方法名称传进去当做参数。这个技巧在 Rails 的 ActiveRecord 中拿来使用：

class Person <ActiveRecord::Base

end

p1 = Person.find_by_name("ihower")

p2 = Person.find_by_name_and_email("ihower", "[email protected]")

其中 find_by_name 和 find_by_email 就是这样的方法。不过这个技巧不是万能丹，它的执行效率并不好，所以只适合用在你没办法预先知道方法名称的情况下。不过也不是没有补救之道，如果同样的方法还会继续呼叫到，你可以在 method_missing 之中用 define_method 或 class_eval 动态定义此方法，那麼下次呼叫就不会进来 method_missing，进而获得效能的改善。事实上，ActiveRecord::Base 的 method_missing 就是这麼做的。(感谢 BigCat 留言提醒我有此补救之道)

另一个 Missing 方法的绝妙 API 设计，是拿来构建 XML 文件：

builder = Builder::XmlMarkup.new(:target=>STDOUT, :indent=>2)

builder.person do |b|

b.name("Jim")

b.phone("555-1234")

b.address("Taipei, Taiwan")

end

# <person>

# <name>Jim</name>

# <phone>555-1234</phone>

# <address>Taipei, Taiwan</address>

# </person>

搭配了区块功能，就能用 Ruby 语法来写 XML，非常厉害。

5. const_missing

除了 method_missing，Ruby 也有 const_missing。顾名思义就是找不到此常数时，会呼叫一个叫做 const_missing 的方法。现实中的例子有 Rails 的 ActiveSupport::Dependencies，它帮助我们不需要先载入所有类别档案，而是当 Rails 碰到一个还不认识的常数时，它会自动根据惯例，找到该档案载入。

我们也可以利用这个技巧，针对特定的常数规则来处理。例如以下的程式会自动将 U 开头的常数，自动转译成 Unicode 码：

class Module

original_c_m = instance_method(:const_missing)

define_method(:const_missing) do |name|

if name.to_s =~ /^U([0-9a-fA-F]{4})$/

[$1.to_i(16)].pack("U*")

else

original_c_m.bind(self).call(name)

end

puts U0123 # ģ

puts U9999 # 香

6. Methods chaining

方法串接是一个很常见的 API 设计，透过将方法的回传值设成 self，我们就可以串接起来。例如：

[1,1,2,3,3,4,5].uniq!.reject!{ |i| i%2 == 0 }.reverse

# 5,3,1

7. Core extension

Ruby 的类别是开放的，可以随时打开它新增一点程式或是修改。即使是核心类别如 Fixnum 或是 Object(这是所有类别的父类别) 都一样。例如 Rails 就定义了一些时间方法在 Fixnum 里：

class Fixnum

def hours

self * 3600 # 一小时有多少秒

end

alias hour hours

end

Time.now + 14.hours

Ruby 的物件模型与元编程(Meta-programming)

在 Ruby 中，所有东西都是物件。甚至包括类别(class)本身也是物件。这个类别物件(class object)是一个叫做 Class 的类别所实例出来的物件。而所有的物件(当然也包括类别物件)，都有一个 metaclass (又叫做 singleton, eigenclass, ghost class, virtual class 等名字)。定义在 metaclass 里的方法，只有该物件能够使用，也就是 singleton method (单件方法)，只有该物件才有的方法。

了解什麼是 metaclass 是 Ruby 元编程的一个重要前提知识。Ruby 元编程最常用的用途，就是因应需求可以动态地定义方法，例如在 Rails ActiveRecord 中常见的 Class Macro 应用。

要能随心所欲动态定义方法的关键重点，就是 variable scope (变数的作用域) 了。例如以下我们透过 class_eval 和 define_method 帮 String 定义了一个 say 方法，注意到整个 variable scope 都是通透的，没有建立新的 scope：

name = "say"

var = "it’s awesome"

String.class_eval do

define_method(name) do

puts var

end

"ihower".say # it’s awesome

class_eval 可以让我们改变 method definition 区域(又叫做 current class)。除了本投影片，建议可以阅读 Metaprogramming in Ruby: It’s Allhe Self 和 Three implicit contexts in Ruby 这两篇文章深入了解 self 和 current class。

8. Class Macro (Ruby’s declarative style)

Class Macro 是 Ruby Meta-programming 非常重要的一个应用，例如在 Rails ActiveRecord 中：

class User <ActiveRecord::Base

validates_presence_of :login

validates_length_of :login,:within =>3..40

validates_presence_of :email

belongs_to :group

has_many :posts

end

编程语言的分类主要有：JavaScript、PHP、C、C++、java。

1、C语言：实模式、保护模式、调度、中断、调用栈、回调……基本上计算机科学里面的基本概念都会涉及。结构化编程，即将解决方案描述为一个清晰的过程，这其中会涉及数据的建模，接口的定义，项目整体的组织结构。

2、c++语言：虚函数、虚表、内联、多继承、const、泛型、模板（语言相关）opencv、OGRE、3D渲染、GPU、mesh、skeleton、帧循环、DX、GUI、MFC、Qt、消息队列、非阻塞IO。适合领域：多媒体、高性能网络服务器等较讲究效率的应用程序。

3、java：字节码、虚拟机、垃圾回收、接口、多线程、包、程序库、反射、框架、集成、组件、http、web、数据库、SSH、javaee。java的程序比较讲究扩展性和可维护性，一般会使用比较多的设计模式，常用的程序组织形式是MVC、监听者模式等。

4 、Javascript：闭包、对象、函数、CSS、DOM、Ajax、HTML5、node.js、V8。基于prototype的OO，以及基于闭包的函数式编程（后者用的更多）。常用代码组织形式：事件触发的回调机制（node.js与前端的区别是其自己定义、触发事件）、基于非阻塞异步IO的框架（node.js）。

5、PHP即“超文本预处理器”，是一种通用开源脚本语言。PHP是在服务器端执行的脚本语言，与C语言类似，是常用的网站编程语言。PHP独特的语法混合了C、Java、Perl以及 PHP 自创的语法。利于学习，使用广泛，主要适用于Web开发领域。

参考资料来源：百度百科—编程语言

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保留原闹铃时间：按右耳键即可；