在Ruby中对字符串和block求解-技术开发专区

在Ruby中对字符串和block求解

作者：Jay Fields 编辑： cynthia 2007-09-07 00:00

【IT168 技术文档】{$PageTitle=介绍 }
介绍
对包含代码的字符串和block求解，是我最钟爱的Ruby特性之一。Ruby提供了多种不同类型的求解方式；不过我最常用的是下面这些：eval、instance_eval和class_eval。

Module.class_eval
使用Module类的class_eval（及其别名module_eval）方法，可以在一个类的定义或者module定义的上下文中对给定字符串或block进行求解。我们常常用class_eval来向类的定义中加入方法，或是包含其他的module。

klass = Class.new
klass.class_eval do
include ERB::Util
def encoded_hello
htnl_escape "Hello World"
end
end
klass.new.encoded_hello #=> Hello World

不使用class_eval也可以达到上面的效果，但是要牺牲代码的可读性。

klass = Class.new
klass.send :include, ERB::Util
klass.send :define_method, :encoded_hello do
html_escape "Hello World"
end
klass.send :public, :encoded_hello
klass.new.encoded_hello #=> Hello World

Object.instance_eval
使用Object的instance_eval方法，可以在一个类实例的上下文中对给定字符串或block进行求解。这是个功能强大的概念：你可以先在任何上下文中创建一块代码，然后在一个单独的对象实例的上下文中对这块代码进行求解。为了设定代码执行的上下文，self变量要设置为执行代码时所在的对象实例，以使得代码可以访问对象实例的变量。

class Navigator
def initialize
@page_index = 0
end
def next
@page_index += 1
end
end
navigator = Navigator.new
navigator.next
navigator.next
navigator.instance_eval "@page_index" #=> 2
navigator.instance_eval { @page_index } #=> 2

与使用class_eval的示例类似，实例变量的值可以通过其他的方式获取，不过使用instance_eval是一种非常直观的做法。

Kernel.eval
使用Kernel的eval方法可以在当前上下文中对一个字符串求解。可以选择为eval方法制定一个binding对象。如果给定了一个binding对象，求解的过程会在binding对象的上下文中执行。

hello = "hello world"
puts eval("hello") #=> "hello world"
proc = lambda { hello = "goodbye world"; binding }
eval("hello", proc.call) #=> "goodbye world"

扩展eval的上下文
第一次使用eval，我用它来创建了attr_init这个类方法。当时我发现我总是在重复下面代码中的模式：

def some_attribute
@some_attribute || = SomeClass.new
end

因此我决定创建一个类方法来封装上面的行为：

class << Object
def attr_init(name, klass)
define_method(name) { eval "@#{name} ||= #{klass}.new" }
end
end

记得当时我觉得这样调用eval是非常丑陋的做法，但那会儿我想不出更好的方式来实现这样的效果；因此我把代码贴到了博客中，等待别人的指摘；他们很快就做出了回应，并给出下面的做法。一开始我并没有觉察这样做的好处，但是后来我意识到这个解法是非常出色的：它只需要调用一次eval方法，而不是在每次进行方法定义时都去重新调用eval。

class << Object
def attr_init(name, klass)
eval "define_method(name) { @#{name} ||= #{klass}.new }"
end
end

这样优化的有趣之处在于：它需要求解更多的内容, 以达到提升运行效率的目的。从那时开始，我只在必要的时候才使用eval，而且我非常注意如何以更有效率的方式来使用eval。

在不同上下文中使用instance_eval
在不同上下文中，对block或是以字符串形式出现的代码进行求解是很有价值的一种做法，也是设计领域特定语言（Domain Specific Language，DSL）时很常用的一种技术。实际上，在多种上下文环境中进行求解的能力是使用DSL的一个关键因素。请看下面的代码：

class SqlGenerator
class << self
def evaluate(&script)
self.new.instance_eval(&script)
end
end
def multiply(arg)
"select #{arg}"
end
def two(arg=nil)
"2#{arg}"
end
def times(arg)
" * #{arg}"
end
end

使用上面的代码，调用SqlGenerator.evaluate方法并给定一个block参数，便可以生成一条SQL语句：

SqlGenerator.evaluate { multiply two times two }
=> "select 2 * 2"

然而，你还可以在一个calculator类的上下文中执行同样的代码来获得结果：

class Calculator
class << self
def evaluate(&script)
self.new.instance_eval(&script)
end
end
def multiply(arg)
eval arg
end
def two(arg=nil)
"2#{arg}"
end
def times(arg)
" * #{arg}"
end
end

执行结果：

Calculator.evaluate { multiply two times two }
=> 4

上述代码展示了如何使用instance_eval来指出block执行的作用范围。我在前面提到过，instance_eval方法在接受者的上下文中对字符串或block展开求解。例子中的接收者是SqlGenerator的一个实例和Calculator的一个实例。同时要保证使用self.new.instance_eval这样的方式来调用。如果不调用self的new方法，会将block作为类的一部分进行求解，而不是在类的实例中完成。

上述代码同样展示了开始定义DSL所需的一些步骤。创建DSL是很有挑战性的工作，但同时会带来很多好处。通过DSL来表达业务规则，所带来的好处是可以在多种上下文中执行这些业务规则。如上述示例所展示的，通过在不同上下文中执行DSL，可以从同一个业务规则产生多种不同的行为。当业务规则随着时间推移而改变时，系统中所有引用该业务规则的构成部分都会随之发生变化。而对Ruby求解方法的利用，就是成功实现这种效果的关键。

关于赌场中扑克牌桌的示例

Ruby提供的不同的求解方法，让我们可以很方便的在不同上下文中执行代码。举例来说，假设你为一个赌场工作，分派给你的任务是设计一个系统。当需要开一张新的扑克牌桌，或是需要知道等多久才能开新牌桌时，这个系统负责通知扑克牌室的工作人员。新开牌桌的业务规则，根据牌桌上的赌注大小和等待列表中的人数多少而不同。例如，对于一个赌注不封顶的牌局来说，牌桌边等待的人数多一些也无妨，因为人们更有可能在一手牌中输光他们所有的钱；如果贸然开新的牌桌，由于没有足够的玩家，该牌桌可能很快就要关闭。规则在DSL中可能以下面的方式表示：

if the '$5-$10 Limit' list is more than 12 then notify the floor to open
if the $1-$2 No Limit' list is more than 15 then notify the floor to open
if the '$5-$10 Limit' list is more than 8 then notify the brush to announce
if the '$1-$2 No Limit' list is more than 10 then notify the brush to announce

第一个执行DSL的上下文被用来通知赌场雇员。代码如下：

class ContextOne < DslContext
bubble :than, :is, :list, :the, :to
def more(value)
'> ' + value.to_s
end
def method_missing(sym, *args)
@stakes = sym
eval "List.size_for(sym) #{args.first}"
end
def floor(value)
__position(value, :floor)
end
def brush(value)
__position(value, :brush)
end
def open
__action(:open)
end
def announce
__action(:announce)
end
def __action(to)
{ :action => to }
end
def __position(value, title)
value[:position] = title
value
end
def notify(value)
[@stakes, value]
end
end

ContextOne通过下面的代码执行。

script = <<-eos
if the '$5-$10 Limit' list is more than 12 then notify the floor to open
if the '$1-$2 No Limit' list is more than 15 then notify the floor to open
if the '$5-$10 Limit' list is more than 8 then notify the brush to announce
if the '$1-$2 No Limit' list is more than 10 then notify the brush to announce eos

class Broadcast
def self.notify(stakes, options)
puts DslContext.sym_to_stakes(stakes)
options.each_pair do |name, value|
puts "  #{name} #{value}"
end
end
end
ContextOne.execute(script) do |notification|
Broadcast.notify(*notification)
end

ContextOne继承自DslContext。DslContext的定义如下。

class DslContext
def self.execute(text)
rules = polish_text(text)
rules.each do |rule|
result = self.new.instance_eval(rule)
yield result if block_given?
end
end
def self.bubble(*methods)
methods.each do |method|
define_method(method) { |args| args }
end
end
def self.polish_text(text)
rules = text.split("\n")
rules.collect do |rule|
rule.gsub!(/'.+'/,extract_stakes(rule))
rule << " end"
end
end
def self.extract_stakes(rule)
stakes = rule.scan(/'.+'/).first
stakes.delete!("'").gsub!(%q{$},'dollar').gsub!('-','dash').gsub!(' ','space')
end
def self.sym_to_stakes(sym)
sym.to_s.gsub!('dollar',%q{$}).gsub!('dash','-').gsub!('space',' ')
end
end<

ContextOne的method_missing方法中使用了List类，List类代码如下。

class List
def self.size_for(stakes)
20
end
end

ContextOne使用DSL检查每张牌桌的List大小，并在必要的时候发送通知。当然，这只是演示代码，List对象也只不过是stub，以验证ContextOne和DslContext所有的功能都没有问题。这里要重点注意：方法的执行被委托给了instance_eval，这样才能在ContextOne的上下文中对代码进行求解。

同样的脚本，可以在第二个上下文中执行；这个上下文返回当前正在散播的不同类型的赌博游戏。

class ContextTwo < DslContext   bubble :than, :is, :list, :the, :to, :more, :notify, :floor, :open, :brush
def announce
@stakes
end
alias open announce
def method_missing(sym, *args)
@stakes = sym
end
end

正像我们看到的，添加新的上下文是非常方便的。由于DslContext的execute方法调用instance_eval方法，上面的代码可以如下的方式执行。

ContextTwo.execute(script) do |stakes|
puts ContextTwo.sym_to_stakes(stakes)
end

为了使我们的示例更加完整，我们创建另外一个例子，显示所有接收通知的位置。

class ContextThree < DslContext   bubble :than, :is, :list, :the, :to, :more, :notify, :announce, :open,:open
def announce;
end
def open;
end
def brush(value)
:brush
end
def floor(value)
:floor
end
def method_missing(sym, *args)
true
end
end

同样的，这个上下文也继承自使用了instance_eval的DslContext，因此，只要运行下面的代码来执行即可。

ContextThree.execute(script) do |positions|
puts positions
end

在多个上下文中对DSL进行求解的能力，模糊了代码和数据之间的界线。可以对脚本‘代码’进行求解来生成报表（比如关于系统中已联系雇员的报表）。在展示需要多久才会新开扑克牌桌这样的上下文中，也可以对脚本进行求解（比如，业务规则说明需要15个人才能新开一张牌桌，系统知道在等待列表中有10个人，因此显示“5 more people needed before the game can start”）。使用instance_eval，我们可以在系统需要的任何上下文中，对同样的代码进行求解。

关注我们