对象、变量和常量

对象、变量和常量

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对象

在 Ruby 中，表现数据的基本单位称为对象（object）。

对象的类型非常多，我们这里只介绍一些常用的对象。

• 数值对象

  1、-10、3.1415 等是表示数字的对象，另外还有表示矩阵、复数、素数、公式的对象。

• 字符串对象

  你好、"hello" 等表示文字的对象。

• 数组对象、散列对象

  表示多个数据的集合的对象。

• 正则表达式对象

  表示匹配模式的对象。

• 时间对象

  比如“2013 年 5 月 30 日早上 9 点”等表示时间的对象。

• 文件对象

  一般我们可以理解为表示文件本身的对象，但确切来说，它是对文件进行读写操作的对象。

• 符号对象

  表示用于识别方法等名称的标签的对象。

  除此以外，Ruby 还有范围对象（Range）、异常对象（Exception）等。

类

Ruby 的类（class）表示的就是对象的种类。

对象拥有什么特性等，这些都是由类来决定的。

对象 | 类

•       |   -

数值 | Numeric 字符串 | String 数组 | Array 散列 | Hash 正则表达式 | Regexp 文件 | File 符号 | Symbol

×× 类的对象”，我们一般也会说成“×× 类的实例（Instance）”。所有 Ruby 对象其实都是某个类的实例，因此在 Ruby 中的对象和实例的意义几乎是一样的。

另外，我们在强调某个对象是属于某个类时，经常会使用“实例”来代替“对象”。例如，我们会说“字符串对象 "foo" 是 String 类的实例”。

变量

Ruby 中有四种类型的变量。

1. 局部变量（local variable）

2. 全局变量（global variable）

3. 实例变量（instance variable）

4. 类变量（class variable）

变量的命名方式决定了变量的种类。

• 局部变量

  以英文字母或者 _ 开头。

• 全局变量

  以 $ 开头。

• 实例变量

  以 @ 开头。

• 类变量

  以 @@ 开头。

除了以上四种类型以外，还有一种名为伪变量（pseudo variable）的特殊变量。伪变量是 Ruby 预先定义好的代表某特定值的特殊变量，因此即使我们在程序里给伪变量赋值，它的值也不会改变。Ruby 中，nil、true、false、self 等都是伪变量。它们表面上虽然看着像变量，但实际的行为又与变量有差别，因此称为伪变量。

还有一种叫预定义变量（Pre-defined Variable）的特殊变量。

局部变量与全局变量

首先让我了解一下什么是局部变量。

所谓局部，即变量在程序中的有效范围（也称为变量的作用域）是局部的。也就是说，在程序某个地方声明的变量名，在其他地方也可以使用，程序会也会认为这两个变量是没有关系的。

局部变量也可称为本地变量。

与局部变量相对的是全局变量。只要全局变量的名称相同，不管变量在程序的哪个部分使用，程序就认为是它们是同一个变量。

举个例子，假设有个程序引用了其他程序作为自己的程序一部分。这时，如果原程序与被引用程序中，都有一个相同名称的变量 x，由于 x 是局部变量，因此程序不会认为这两个变量 x 是同一个变量。但是，如果是拥有相同名称的全局变量 $x，则程序会认为这两个变量 $x 是相同的变量。

scopetest.rb

$x = 0
x = 0

require "./sub"

p $x   #=> 1
p x    #=> 0

sub.rb

$x = 1  ## 对全局变量赋值
x = 1   ## 对局部变量赋值

在 scopetest.rb 中，我们预先将变量 $x 和 x 都定义为 0 后，读取 sub.rb 的内容。在 sub.rb 中，我们再把刚才两个变量的值都设为 1。然后，回到 scopetest.rb 程序的第 6 行和第 7 行，我们输出这两个变量的值后会发现，x 的值没有变化，但 $x 的值已经是 1 了。这是由于在 scopetest.rb 以及 sub.rb 中，程序会把 $x 当作同一个变量来处理，而把 x 当作不同的变量来处理。

一般我们并不推荐使用全局变量。全局变量的值在程序的任何地方都可以修改，因此在规模较大的程序中使用时，会增加程序不必要的复杂度，给阅读程序、修改程序造成意想不到的麻烦。本书也很少对全局变量进行说明，示例中也没使用过。

程序首次给局部变量赋值的同时，该局部变量就被初始化了。如果引用了未初始化的局部变量，程序会抛出异常。

> irb --simple-prompt
>> x + 1
NameError: undefined local variable or method ` １' for main:Object
    from (irb):1
    from /usr/local/bin/irb:16:in `<main>'

实例变量与类变量，是在定义类的时候用到的变量

常量

与变量类似的有常量（constant）。常量的作用和变量一样，是某个对象的“名片”。不过与变量不同的是，对已经赋值的常量再进行赋值时，Ruby 会做出警告。

> irb --simple-prompt
>> TEST = 1
=> 1
>> TEST = 2
(irb):4: warning: already initialized constant TEST
(irb):3: warning: previous definition of TEST was here
=> 2

常量以大写英文字母开头。例如，Ruby 的运行版本（RUBY_VERSION）、运行平台（RUBY_PLATFORM）、命令行参数数组（ARGV）等，都是 Ruby 预定义的好的常量.

保留字

在程序里，如果不小心使用了 end、next 等作为变量名，Ruby 会提示我们语法错误。这些受到限制的单词，我们称为保留字。

> irb --simple-prompt
>>  end = 1
SyntaxError: (irb):8: syntax error, unexpected keyword_end
end = 1
   ^
         from /usr/local/bin/irb:16:in `<main>'

多重赋值

我们已经介绍过“变量=值”这样的变量赋值方法，Ruby 还提供了一个只用一个表达式就能给多个变量赋值的简便方法——多重赋值。很多情况下我们都会用到多重赋值，在这里举几个比较典型的例子供大家参考。

合并执行多个赋值操作

有时我们希望把一组的变量同时赋值。

a = 1
b = 2
c = 3

像这样的赋值语句，程序可以简化为只有一行。

a, b, c = 1, 2, 3

这样就能轻松地将 1、2、3 分别赋值给变量 a、b、c。如果对一组不相关的变量进行多重赋值，程序会变得难懂，因此建议对彼此相关变量进行多重赋值。

即使= 左右两边列表的数量不相等，Ruby 也不会报错。左边被赋值的变量的个数比较多时，Ruby 会自动将 nil 赋值给未分配值的变量。

a, b, c, d = 1, 2
p [a, b, c]    #=> [1, 2, nil]

变量部分比较少时，Ruby 会忽略掉该值，不会分配多余的值。

a, b, c = 1, 2, 3, 4
p [a, b, c]    #=> [1, 2, 3]

变量前加上 *，表示 Ruby 会将未分配的值封装为数组赋值给该变量。

a, b, *c = 1, 2, 3, 4, 5
p [a, b, c]    #=> [1, 2, [3, 4, 5]]
a, * b, c = 1, 2, 3, 4, 5
p [a, b, c]    #-> [1, [2, 3, 4], 5]

置换变量的值

现在我们来考虑一下如何置换变量 a、b 的值。通常，我们需要一个临时变量 tmp 暂时地保存变量的值。

a, b = 0, 1
tmp = a    # 暂时保存变量a 的值
a = b      # 将变量b 的值赋值给a
b = tmp    # 将原本变量a 的值赋值给变量b
p [a, b]   #=> [1, 0]

使用多重赋值，只需一行程序就搞定了。

a, b = 0, 1
a, b = b, a    # 置换变量a、b 的值
p [a, b]       #=> [1, 0

获取数组的元素

用数组赋值，左边有多个变量时，Ruby 会自动获取数组的元素进行多重赋值。

ary = [1, 2]
a, b = ary
p a        #=> 1
p b        #=> 2

只是希望获取数组开头的元素时，可以按照以下示例那样做。左边的变量列表以，结束，给人一种“是不是还没写完？”的感觉，建议尽量少用这样的写法。

ary = [1, 2]
a, = ary
p a        #=> 1

获取嵌套数组的元素

我们来看看数组 [1, [2, 3], 4]，用之前介绍的方法，我们可以分别取出 1，[2, 3]、4 的值。

ary = [1, [2, 3], 4]
a, b, c = ary
p a    #=> 1
p b    #=> [2, 3]
p c    #=> 4

像下面那样把左边的变量括起来后，就可以再进一步将内部数组的元素值取出来。

ary = [1, [2, 3], 4]
a, (b1, b2), c = ary    # 对与数组结构相对应的变量赋值
p a    #=> 1
p b1   #=> 2
p b2   #=> 3
p c    #=> 4

只要等号左边的变量的结构与数组的结构一致，即使再复杂的结构，多重赋值都可以轻松对应。

变量的命名方法

以变量名开头来决定变量的种类，这是 Ruby 中对变量命名时唯一要坚决遵守的规则。虽然如此，但是根据以往的编程经验，也有一些非强制性的、约定俗成的变量命名规则。在大多数情况下，遵循这些规则能使程序变得易于阅读，对我们来说有百利而无一害。

不要过多使用省略的名称

有些编程语言会限制变量名的长度，但 Ruby 不需要在意变量名的长度。当然，过长的名称是不便于阅读的，但是与其起个不知所云的短的名称，老老实实地为变量取个长点的好理解的名称，对以后阅读、理解程序是非常有帮助的。

但是，我们也还是有一些约定俗成的短名称变量。进行数学、物理等计算时，根据计算对象的不同，很多情况下会使用短名称的变量名，像坐标使用 x、y、z，速度使用 v、w，循环次数使用 m、n 等。另外，我们编写程序时，也经常使用 i、j、k 等作为循环时需用到的变量名。

对于多个单词组合的变量名，使用 _ 隔开各个单词，或者单词以大写字母开头

也就是说，要么这样叫做 sort_list_by_name，要么叫做 sortListByName。一般来讲，Ruby 中的变量名和方法名使用前者，类名和模块名的使用后者。