WEBMASTER

Купить диплом

 

Программирование на языке Ruby

Программирование на языке Ruby(книга Х.Фултон, Глава 1.)

Ruby

— относительно новый объектно-ориентированный язык, разработанный Юкихиро Мацумото в 1995 году и позаимствовавший некоторые особенности у языков LISP, Smalltalk, Perl, CLU и других. Язык активно развивается и применяется в самых разных областях: от системного администрирования до разработки сложных динамических сайтов.
Книга является полноценным руководством по Ruby — ее можно использовать и как учебник, и как справочник, и как сборник ответов на вопросы типа «как сделать то или иное в Ruby». В ней приведено свыше 400 примеров, разбитых по различным аспектам программирования, и к которым автор дает обстоятельные комментарии.
Издание предназначено для программистов самого широкого круга и самой разной квалификации, желающих научиться качественно и профессионально работать на Ruby.
Предисловие
Предисловие ко второму изданию

В древнем Китае люди, в особенности философы, полагали, что под внешней оболочкой мира и любого существа скрыто нечто, чего нельзя ни объяснить, ни описать словами. Это нечто китайцы называли Дао, а японцы — До. На русский язык это слово можно перевести как Путь. Слово «до» входит в такие названия, как дзюдо, кендо, карате-до и айкидо. Это не просто боевые искусства, а целая философия и взгляд на жизнь.
Так и в языке программирования Ruby есть свои философия и способ мышления. Этот язык заставляет думать по-новому. Он помогает программистам получать удовольствие от своей работы. И не потому, что Ruby был создан в Японии, а потому, что программирование стало важной частью существования — по крайней мере, для некоторых людей, жизнь которых Ruby призван улучшить.
Как всегда, описать, что такое Дао, трудно. Я чувствую это, но не могу подыскать нужных слов даже на японском, моем родном языке. А вот один смельчак по имени Хэл Фултон попытался, и его первая попытка (первое издание этой книги) оказалась довольно удачной. Попытка номер два увенчалась еще лучшим результатом, чему немало способствовала помощь многих людей из сообщества пользователей Ruby. По мере того как Ruby набирает популярность (отчасти благодаря продукту Ruby on Rails), все важнее становится овладение секретами мастерства производительного программирования на этом языке. Надеюсь, что книга, которую вы держите в руках, поможет вам в решении этой задачи.
Удачной работы!
Юкихиро «Мац» Мацумото
Август 2006 года, Япония
Предисловие к первому изданию

Вскоре после того как я впервые познакомился с компьютерами в начале 1980-х годов, меня заинтересовали языки программирования. С тех пор я буквально помешался на этой теме. Думаю, причина такого интереса в том, что языки программирования — это способ выражения мыслей. Они по сути своей предназначены для человека.
Но вопреки этому факту языки программирования почему-то всегда оказывались в большей степени машинно-ориентированными. Многие из них спроектированы с учетом удобства для компьютеров.
По мере того как компьютеры становятся мощнее и дешевле, ситуация постепенно меняется. Возьмем, к примеру, структурное программирование. Машине все равно, насколько хорошо структурирована программа: она просто исполняет ее команда за командой. Идеи структурного программирования обращены к людям, а не к машинам. То же относится и к объектно-ориентированному программированию.
Пришло время проектировать языки, удобные для людей!
В 1993 году я разговаривал со своим коллегой о сценарных языках, их выразительности и перспективах. Я считал, что программирование пойдет именно по этому пути и будет ориентироваться на человека. Но меня не вполне устраивали существующие языки, такие как Perl и Python. Я хотел видеть язык более мощный, чем Perl, и более объектно-ориентированный, чем Python. Найти идеальный вариант мне не удалось, поэтому остался один выход: изобрести свой собственный.
Ruby — не самый простой язык, но ведь и человеческая душа не проста. Ей равно нравятся простота и сложность. Она не приемлет ни слишком примитивных, ни чересчур заумных вещей. Она ищет равновесия.
Поэтому при проектировании ориентированного на человека языка — Ruby — я следовал принципу наименьшего удивления. Иными словами, работа шла под девизом: хорошо то, что не кажется мне странным. Вот почему я чувствую себя в своей родной стихии и испытываю радость, когда программирую на Ruby. А с момента выхода в свет первой версии в 1995 году многие программисты во всем мире разделили со мной эту радость.
Как всегда, хочу выразить величайшую благодарность всем членам сообщества, сложившегося вокруг Ruby. Они — причина его успеха.
Также я благодарен автору этой книги, Хэлу Фултону, за то, что он показал другим Путь Ruby. В книге объясняется философия, стоящая за языком Ruby. Это квинтэссенция моих мыслей и ощущений членов сообщества. Интересно, как Хэлу удалось прочитать мои мысли и раскрыть секрет Пути Ruby!.. Я никогда не встречался с ним лично, надеюсь, что скоро это все-таки произойдет.
В заключение хочу выразить надежду, что эта книга и сам язык Ruby помогут вам получить удовольствие и радость от программирования.
Юкихиро «Мац» Мацумото
Сентябрь 2001, Япония
Благодарности
Благодарности за второе издание

Здравый смысл подсказывает, что второе издание требует в два раза меньше работы, чем первое. Но здравый смысл ошибается.
Хотя значительная часть текста книги перекочевала прямиком из первого издания, даже эту часть пришлось сильно править. К каждому предложению приходилось ставить вопрос: «Сохранилось ли в 2006 году то, что было верно в 2001-м?» И это только начало!
Короче говоря, я потратил много сотен часов на подготовку второго издания — примерно столько же, сколько ушло на первое. И тем не менее я «всего лишь автор».
Книга появляется на свет в результате усилий многих людей. Если говорить об издательстве, то я благодарен Дебре Вильямс Коули (Debra Williams Cauley), Соньлин Киу (Songlin Qiu) и Менди Фрэнк (Mandie Frank) за тяжелый труд и бесконечное терпение. Спасибо Джениль Бриз (Geneil Breeze) за неутомимое вычитывание и выпалывание сорняков из моего английского. Есть много других сотрудников, которых я не могу назвать, поскольку их работа проходила за кулисами и я никогда с ними не встречался.
За техническое редактирование отвечали главным образом Шашанк Дейт (Shashank Date) и Фрэнсис Хван (Francis Hwang). Они прекрасно справились со своей задачей — если остались какие-то ошибки, это всецело моя вина.
Большое спасибо людям, которые предлагали объяснения, писали код примеров и отвечали мне на многочисленные вопросы. Это сам Мац (Юкихиро Мацумото), Дейв Томас (Dave Thomas), Кристиан Нойкирхен (Christian Neukirchen), Чед Фаулер (Chad Fowler), Дэниэл Бергер (Daniel Berger), Армин Рерль (Armin Roehrl), Стефан Шмидль (Stefan Schmiedl), Джим Вайрих (Jim Weirich), Райан Дэвис (Ryan Davis), Дженни У. (Jenny W.), Джим Фриз (Jim Freeze), Лайл Джонсон (Lyle Johnson), Мартин Де Мелло (Martin DeMello), Март Лоуренс (Mart Lawrence), Рон Джеффрис (Ron Jeffries), Тим Хантер (Tim Hunter), Чет Хендриксон (Chet Hendrickson), Натаниэль Талбот (Nathaniel Talbott) и Бил Клеб (Bil Kleb).
Особая благодарность активным помощникам. Эндрю Джонсон (Andrew Johnson) здорово обогатил мои знания о регулярных выражениях. Пол Бэтли (Paul Battley) предоставил обширный материал для главы об интернационализации. Macao Муто (Masao Mutoh) помог в написании той же главы, а также снабдил меня материалами по GTK. Остин Зиглер (Austin Ziegler) научил меня секретам подготовки PDF-файлов. Калеб Теннис (Kaleb Tennis) дал материал по Qt. Эрик Ходел (Eric Hodel) помог в описании продуктов Rinda и Ring, а Джеймс Бритт (James Britt) внес большой вклад в главу о разработке приложений для Web.
И еще раз выражаю искреннюю благодарность и восхищение Мацу — не только за помощь, но и прежде всего — за создание Ruby. Domo arigato gozaimasu[1]!
Еще раз хочу поблагодарить своих родителей. Они постоянно подбадривали меня и с нетерпением ждали выхода книги… Я еще сделаю из них программистов!
И опять — спасибо всем членам сообщества пользователей Ruby за неутомимую энергию и дух коллективизма. Особенно я благодарен читателям этой книги (обоих изданий). Я надеюсь, что вы найдете ее информативной, полезной и, быть может, даже увлекательной.
Благодарности за первое издание

Создание книги — плод усилий целого коллектива. Я не понимал этого в полной мере, пока не взялся за это дело сам. Рекомендую всем пройти подобное испытание, хотя оно и не из легких. Нет сомнений, что без помощи многих и многих людей книга не увидела бы свет.
Прежде всего, выражаю благодарность и восхищение Мацу (Юкихиро Мацумото), который создал язык Ruby. Domo arigato gozaimasu!
Спасибо Конраду Шнейкеру (Conrad Schneiker), который подал мне идею написать эту книгу и помог выработать ее общий план. Он же оказал мне неоценимую услугу, познакомив с языком Ruby в 1999 году.
Материалом для книги меня снабжали несколько человек. Первым хочу назвать Гая Хэрста (Guy Hurst), который написал значительную часть начальных глав, а также два приложения. Его помощь поистине бесценна.
Спасибо также другим помощникам, называя которых, я не придерживаюсь какого-то определенного порядка. Кэвин Смит (Kevin Smith) многое сделал для раздела главы 6, посвященного GTK, избавив меня от изучения сложной темы в условиях жесткого графика. Патрик Логан (Patrick Logan) пролил свет на графическую систему FOX GUI, описанную в той же главе. Чед Фаулер (Chad Fowler) в главе 9 углубился в тайны XML, а также помог при написании раздела о CGI.
Благодарю всех, кто правил корректуру, писал рецензии и помогал иными способами: Дона Мучоу (Don Muchow), Майка Стока (Mike Stok), Михо Огисима (Miho Ogishima) и уже упомянутых выше. Спасибо Дэвиду Эпштейну (David Eppstein), профессору математики, который ответил на вопросы по теории графов.
Одна из замечательных особенностей Ruby — поддержка со стороны сообщества пользователей. В списке рассылки и в конференции многие отвечали на мои вопросы, подавали идеи и всячески помогали. Опять же не придерживаясь определенного порядка, хочу упомянуть Дейва Томаса (Dave Thomas), Энди Ханта (Andy Hunt), Хи-Соб Парка (Hee-Sob Park), Майка Уилсона (Mike Wilson), Ави Брайанта (Avi Bryant), Ясуси Шоджи (Yasushi Shoji «Yashi»), Шуго Маэда (Shugo Maeda), Джима Вайриха (Jim Weirich) и Масаки Сукета (Masaki Suketa). Как это ни печально, но, скорее всего, кого-то я пропустил.
Очевидно, что книга никогда не вышла бы без помощи издателя. Многие работали над ней незримо для меня, но особенно я хотел бы поблагодарить Вильяма Брауна (William Brown), который тесно сотрудничал со мной и постоянно поощрял, и Скотта Мейера (Scott Meyer), который скрупулезно занимался объединением всех материалов. Других назвать не могу, потому что никогда о них не слышал. Но они знают себя сами.
Хочу поблагодарить своих родителей, которые следили за проектом издалека, подбадривали меня и даже дали себе труд ради меня освоить азы программирования.
Один мой друг как-то сказал: «Если ты написал книгу, которую никто не читает, значит, ты не написал ее вовсе». Поэтому напоследок я хочу поблагодарить читателей. Эта книга для вас. Надеюсь, что она окажется полезной.
Об авторе
Хэл Фултон — обладатель двух ученых степеней по информатике, полученных в Университете штата Миссисипи. Он четыре года преподавал информатику в колледже, пока не переехал в Остин, штат Техас, для работы по контрактам (в основном с отделением компании IBM в Остине). Более 15 лет он работал с различными версиями ОС UNIX, в том числе AIX, Solaris и Linux. С языком Ruby впервые познакомился в 1999 году, а в 2001 приступил к работе над первым изданием этой книги — второй книги на английском языке, посвященной Ruby. Фултон присутствовал на шести конференциях по Ruby и проводил презентации на четырех из них, в частности на первой европейской конференции по языку Ruby, состоявшейся в Карлсруэ (Германия). Сейчас Хэл работает в компании Broadwing Communications, располагающейся в Остине, и занимается вопросами, связанными с большим хранилищем данных и относящимися к нему телекоммуникационными приложениями. В работе он использует язык C++, СУБД Oracle и, конечно, Ruby.
Фултон по-прежнему постоянно присутствует в списке рассылки и в IRC-канале, посвященном Ruby, а также участвует в нескольких разрабатываемых проектах на Ruby. Он член Ассоциации по вычислительной технике (ACM — Association for Computing Machinery) и компьютерного общества IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике). В свободное от работы время увлекается музыкой, чтением, искусством и фотографией. Кроме всего прочего, Хэл член общества по изучению Марса и энтузиаст космических полетов. Мечтал бы когда-нибудь совершить такой полет. Проживает в Остине, штат Техас.
Введение
Путь, о котором можно поведать, — не постоянный Путь.
Лao Цзы, «Дао де цзин»[2] Эта книга называется «Путь Ruby». Название нуждается в некотором пояснении.
Я ставил себе целью выразить в этой книге философию языка Ruby, насколько это в моих силах. Ту же цель преследовали мои добровольные помощники. Успех должно разделить между всеми, а ошибки остаются моей и только моей виной.
Конечно, я не могу абсолютно точно сказать, в чем же состоит истинный дух Ruby. Эту задачу я оставляю Мацу, но подозреваю, что даже ему трудно будет облечь свои ощущения в слова.
Короче говоря, «Путь Ruby» — всего лишь книга, а Путь Ruby — удел создателя языка и сообщества в целом. Втиснуть его в рамки книги довольно трудно. И все- таки в этом введении я попытаюсь хотя бы отчасти передать неуловимый дух Ruby. Мудрый ученик не воспримет эту попытку как окончательный вердикт!
Не забывайте, что это второе издание. Большая часть введения сохранена, но впереди раздел «О втором издании», в котором описываются изменения и вновь включенный материал.
О втором издании
Все меняется, и Ruby — не исключение. Я пишу это введение в 2006 году, когда с момента выхода первого издания прошло уже почти пять лет. Настало время для обновления.
В это издание внесено немало исправлений и добавлено много нового материала. Прежняя глава 4 («Простые задачи, связанные с обработкой данных») превратилась в шесть глав, две из которых («Диапазоны и символы» и «Интернационализация в Ruby») совсем новые; в четыре остальных добавлены новые примеры и комментарии к ним. Сильно расширен материал о регулярных выражениях: теперь рассматриваются не только «классические» выражения, но и новая библиотека для их поддержки, Oniguruma.
Главы 8 и 9 раньше составляли одну главу. Она была разбита на две, поскольку из-за вновь добавленного материала оказалась слишком большой.
Аналогичным образом главы 18, 19 и 20 образовались в результате разделения главы 9. Приложения удалены, чтобы освободить место для основного материала.
Появились также следующие новые главы:
• глава 15, «Форматы данных в Ruby». Здесь рассматриваются форматы XML, RSS, графические файлы, создание PDF-файлов и другие вопросы;
• глава 16, «Тестирование и отладка». Речь идет о тестировании, профилировании, отладке, анализе кода и тому подобных вещах;
• в главе 17, «Создание пакетов и распространение программ», обсуждаются, в частности, инструмент setup.rb и создание пакетов в формате RubyGem;
• глава 21, «Инструменты разработки для Ruby», знакомит с поддержкой Ruby в редакторах и интегрированных средах разработки (IDE), утилитой ri и форматом RubyGem с точки зрения пользователя;
• в главе 22, «Сообщество Ruby», приводятся основные Web-сайты, списки рассылки, форумы, конференции, IRC-каналы по Ruby и прочие дополнительные сведения.
В широком смысле все главы в этой книге «новые». Каждую из них я подверг тщательной ревизии, внес сотни мелких и десятки крупных изменений. Был исключен материал, утративший актуальность и показавшийся мне не слишком важным. Я учел изменения в самом языке Ruby, а также добавил в каждую главу новые примеры и комментарии.
Возможно, вас интересует, что было добавлено в старые главы. Отвечаю: уже упомянутая библиотека регулярных выражений Oniguruma; математические библиотеки и классы, включая BigDecimal, mathn и matrix; такие новые классы, как Set и DateTime.
В главу 10, «Ввод/вывод и хранение данных», я добавил материал о методе readpartial, неблокирующем вводе/выводе и классе StringIO. Также рассмотрены форматы CSV, YAML и KirbyBase. В ту часть главы 10, которая посвящена базам данных, включены сведения о СУБД Oracle и SQLite, интерфейсе DBI, а также об объектно-реляционном отображении (Object-Relational Mappers — ORM).
Глава 11, «ООП и динамические механизмы в Ruby», пополнилась информацией о таких недавно добавленных в язык конструкциях, как initialize_copy, const_get, const_missing и define_method. Также я рассматриваю делегирование и перенаправление.
Глава 12, «Графические интерфейсы для Ruby», была переработана целиком (в особенности разделы, посвященные GTK и Fox). Раздел по QtRuby — новый от начала до конца.
В главе 14, «Сценарии и системное администрирование», теперь обсуждаются моментальный инсталлятор для Windows и ряд аналогичных пакетов. Кроме того, улучшен код примеров.
В главе 18, «Сетевое программирование», появились разделы о вложениях в электронные письма и о взаимодействии с IMАР-сервером. Также рассматривается библиотека OpenURI.
В главе 19, «Ruby и Web-приложения», теперь рассматриваются продукты Ruby on Rails, Nitro, Wee, IOWA и другие инструменты для Web. Также уделено внимание инструментам WEBrick и в какой-то мере Mongrel
В главу 20, «Распределенный Ruby», добавлен материал о системе Rinda — реализации пространства кортежей, написанной на Ruby. Тут же приводятся сведения о родственной системе Ring.
Так ли необходимы все эти добавления? Да, уверяю вас.
Напомню, кстати, что «Путь Ruby» — это вторая вышедшая на английском языке книга по языку Ruby; первой была знаменитая «Мотыга», или «Programming Ruby», Дэйва Томаса (Dave Thomas) и Энди Ханта (Andy Hunt). Моя книга была составлена так, чтобы не перекрывать, а дополнять свою предшественницу; это и стало одной из основных причин ее популярности.
Когда я приступал к работе над первым изданием, еще не было международных конференций по Ruby. Не было сайтов Ruby Forge, ruby-doc.org, не было Wiki-страницы rubygarden.org. Вообще в Сети не было почти ничего, кроме официального сайта Ruby. В архиве приложений Ruby насчитывалось всего несколько сотен программ.
В то время лишь немногие периодические издания (как обычные, так и онлайновые) знали о существовании этого языка. Когда где-то публиковалась статья о Ruby, мы все брали ее на заметку; о ней сообщалось в списке рассылки и там же проводилось обсуждение.
Многих привычных сегодня инструментов и библиотек еще не существовало. Все пока было впереди: и система RDoc, и пакет REXML для анализа XML-документов. Математическая библиотека была куда беднее нынешней. Поддержка баз данных была фрагментарной, а драйверы ODBC и вовсе отсутствовали. Tk был чуть ли не единственным графическим интерфейсом. Приложения для Web разрабатывались в виде низкоуровневых CGI-сценариев.
Еще не появился «моментальный» инсталлятор для Windows. Пользователям Windows приходилось выполнять компиляцию исходных текстов в среде Cygwin или с помощью minigw.
Системы RubyGem не было даже в примитивной форме. Процедура поиска и установки приложений проводилась вручную; для решения этой задачи использовались инструменты типа tar и make.
Никто слыхом не слыхал о Ruby on Rails. Никто (насколько мне известно) не употреблял термина «утипизация»[3]. Не было ни YAML для Ruby, ни системы Rake.
В то время мы пользовались версией Ruby 1.6.4 и считали ее безмерно крутой. Но Ruby 1.8.5 (с которой я обычно работаю сейчас) еще круче!
Был незначительно изменен синтаксис, но не настолько серьезно, чтобы об этом писать. По большей части речь идет о «граничных случаях», и теперь синтаксис в этих ситуациях выглядит более разумно. Ruby всегда отличали странности в отношении к необязательности скобок; в 98% случаев вы никакой разницы не заметите, а если заметите, то, наверное, согласитесь, что язык стал более последовательным.
Изменилась семантика некоторых системных методов. Но несущественно. Например, раньше метод Dir#chdir не принимал в качестве параметра блок, но несколько лет назад это стало допустимо.
Некоторые системные методы объявлены устаревшими или переименованы. Метод class утратил свой псевдоним type (поскольку в Ruby мы обычно не говорим о типах объектов). Метод intern получил более понятное название to_sym, а метод Array#indices называется Array#values_at. Можно было бы продолжить, но думаю, что суть вы уловили.
Кроме того, было добавлено несколько новых системных методов, например Enumerable#inject, Enumerable#zip и IO#readpartial. Старая библиотека futils теперь называется fileutils, и у нее появилось собственное пространство имен FileUtil, тогда как раньше она добавляла методы в класс File.
Есть и еще много изменений. Но важно понимать, что все они вносились очень осторожно и аккуратно. Язык как был Ruby, так им и остался. Красота Ruby в немалой степени обязана тому факту, что он изменяется медленно и обдуманно, ведомый мудростью Маца и других разработчиков.
Сегодня нет недостатка в книгах по Ruby. Публикуется больше статей, чем мы в состоянии переварить. Множатся руководства и документация в сети Web.
Появились новые инструменты и библиотеки. По разным причинам большая их часть — это каркасы и инструменты для разработки Web-приложений, средства для создания сетевых дневников (блогов), разметки, а также для объектно-реляционного отображения (ORM). Но есть и инструментарий для работы с базами данных, организации графических интерфейсов, математических расчетов, Web-сервисов, обработки изображений, управления версиями и т.д.
Поддержка Ruby в редакторах широко распространена и достигла немалой изощренности. Существуют интегрированные среды разработки (IDE), весьма полезные и зрелые; частично они перекрываются с конструкторами графических интерфейсов.
Нет сомнений и в том, что сообщество пользователей разрослось и изменилось. Сегодня Ruby никак не назовешь нишевым языком: им пользуются в НАСА, Национальной администрации по океану и атмосфере (NOAA), компании Motorola и во многих других крупных организациях. Он применяется для работы с графикой, доступа к базам данных, численного анализа, Web-приложений и в других областях. Короче говоря, Ruby стал весьма популярным языком.
Я работал над новой редакцией этой книги с любовью. Надеюсь, что она окажется вам полезной.
Как организована эта книга
Вряд ли вы станете изучать Ruby по этой книге. В ней не так уж много вводного и учебного материала. Если вы еще ничего не знаете о Ruby, то лучше начать с какой-нибудь другой книги.
Но программисты — народ упорный, и я допускаю, что научиться Ruby только по этой книге возможно. В главе 1, «Обзор Ruby», приводится краткое введение в язык и очень скромное руководство.
Также в главе 1 есть довольно полный перечень «скользких мест» (который трудно поддерживать в актуальном состоянии). Для разных читателей этот перечень полезен в разной мере, поскольку что для одного интуитивно очевидно, для другого выглядит странно.
В основном эта книга призвана отвечать на вопросы типа «Как сделать?». И потому вы, вероятно, многое будете пропускать. Я почту за честь, если кто-то прочтет книгу от корки до корки, но не надеюсь на это. Скорее я ожидаю, что вы будете искать в оглавлении темы, которые вас интересуют в конкретный момент. Впрочем, с момента выхода первого издания мне приходилось беседовать с разными людьми, и оказалось, что многие прочли книгу целиком. Более того, несколько человек писали мне, что выучили по ней Ruby. Что ж, все возможно!..
Некоторые рассматриваемые в книге вопросы могут показаться элементарными. Но ведь у разных людей и опыт разный; то, что очевидно одному, будет откровением для другого. Я старался сделать изложение как можно более полным. С другой стороны, было стремление уложиться в разумный объем (ясно, что эти цели противоречивы).
Можно назвать эту книгу «справочником наоборот». Вы ищете то, что нужно, не по имени класса или метода, а по функции или назначению. Например, в классе String есть несколько методов для манипулирования регистром букв: capitalize, upcase, casecmp, downcase и swapcase. В настоящем справочнике они встречались бы в алфавитном порядке, а в этой книге собраны в одном месте.
Конечно, в борьбе за полноту охвата материала я иногда сворачивал на путь, которому следуют справочные руководства. Во многих случаях я старался компенсировать это, предлагая не совсем обычные примеры или разнообразя их по сравнению со справочниками.
Я старался не перегружать код комментариями. Если не считать первой главы, то думаю, что достиг этой цели. Писатель может стать не в меру болтливым, но программист-то хочет видеть код (а если не хочет, то должен хотеть).
Иногда примеры выглядят искусственными, за что я приношу свои извинения. Проиллюстрировать какой-то прием или принцип в отрыве от реальной задачи бывает сложно. Но чем сложнее задача, чем выше ее уровень, тем большие усилия я прилагал к подысканию реального примера. Так, если речь идет о конкатенации строк, то, наверное, вы увидите безыскусный фрагмент кода с упоминанием пресловутых «foo» и «bar», но когда рассматривается тема разбора XML-документа, будет приведен куда более содержательный и реалистичный пример.
Есть в этой книге два-три каприза, в которых хочу заранее сознаться. Во-первых, я всеми силами старался избегать «уродливых» глобальных переменных типа $_ и ей подобных, пришедших из языка Perl. Они есть в Ruby и прекрасно работают, даже применяются в повседневной работе всеми или большинством программистов. Но почти всегда от их использования можно уйти, что я и позволил себе чуть ли не во всех примерах.
Другой каприз состоит в том, что я избегаю пользоваться обособленными выражениями, если у них нет побочных эффектов. В Ruby выражения — одна из основ языка, и это прекрасно; я старался извлечь из этой особенности максимум пользы. Но во фрагментах кода предпочитаю не употреблять выражения, которые просто возвращают никак не используемое значение. Например, для иллюстрации конкатенации строк достаточно было бы написать «abc» + «def», но я в этом случае пишу что-то вроде str = «abc» + «def». Кому-то это покажется излишеством, но выглядит естественным для программиста на языке С, привыкшего к тому, что бывают функции типа void и не-void (а также программисту на Pascal, мыслящему в терминах процедур и функций).
Третий каприз заключается в моем нежелании употреблять символ решетки для обозначения методов экземпляра. Многие поклонники Ruby считают, что я проявляю излишнюю болтливость, когда пишу «метод экземпляра crypt класса String», а не просто string#crypt, но я полагаю, что так никто не запутается. (На самом деле мне придется постепенно смириться с использованием такой нотации, так как ясно, что она уже никуда не исчезнет.)
Я старался давать ссылки на внешние ресурсы там, где это уместно. Ограничения по времени и объему не позволили мне включить в книгу все, что я хотел бы, но надеюсь, что это хотя бы отчасти компенсируется указаниями на то, где найти недостающую информацию. Из всех источников самым главным, наверное, следует считать архив приложений Ruby (Ruby Application Archive) в сети; вы не раз встретите ссылки на него.
В начале книги принято приводить соглашения об использовании шрифтов, применяемых для выделения кода, и о том, как отличить пример от обычного текста. Но я не стану оскорблять вас недоверием к вашим умственным способностям, — вы ведь и раньше читали техническую литературу.
Хочу подчеркнуть, что примерно 10% текста книги было написано другими людьми. И это не считая технического редактирования и корректуры!.. Вы просто обязаны прочитать благодарности, приведенные в этой (и любой другой) книге. Большинство читателей пропускают их. Прошу, прочтите прямо сейчас. Это будет так же полезно, как питание овощами.
Об исходных текстах, приведенных в книге
Все сколько-нибудь значительные фрагменты кода собраны в архив, который можно загрузить из сети. Этот архив есть на сайте www.awprofessional.com и на моем собственном сайте (www.rubyhacker.com).
Он предлагается в виде tgz-файла и в виде zip-файла. При именовании файлов в нем принято следующее соглашение: код, которому в тексте соответствует пронумерованный листинг, находится в файле с таким же именем (например, listing14-1.rb). Более короткие фрагменты именуются по номеру страницы, возможно, с добавленной буквой (например, p260a.rb и p260b.rb). Совсем короткие фрагменты, которые нельзя исполнить «вне контекста», в архиве обычно отсутствуют.
«Путь Ruby»
Что мы имеем и виду, творя о Пути Ruby? Я полагаю, что тут есть два взаимосвязанных аспекта: философия проектирования Ruby и философия использования этого языка. Естественно, что дизайн и применение связаны друг с другом, будь то программное или аппаратное обеспечение. Иначе зачем бы существовала наука эргономика?.. Если я снабжаю устройство ручкой, то, наверное, предполагаю, что кто-то за эту ручку возьмется.
В языке Ruby имеется невыразимое словами качество, которое делает его тем, что он есть. Мы наблюдаем это качество в дизайне синтаксиса и семантики языка, присутствует оно и в написанных на нем программах. Все же стоит попытаться сформулировать, в чем состоит эта отличительная особенность.
Очевидно, Ruby — не просто инструмент для написания программ, но и сам по себе является программой. Почему работа программ, написанных на Ruby, должна следовать законам, отличным от тех, которым подчинена работа интерпретатора? В конце концов, Ruby — исключительно динамичный и расширяемый язык. Могут найтись причины, по которым эти два уровня где-то расходятся, вероятно, стараясь приспособиться к несовершенству реального мира. Но в общем случае мыслительные процессы могут и должны быть сходными. Интерпретатор Ruby можно было бы написать на самом Ruby, в полном соответствии с принципом Хофштадтера, хотя в настоящее время это еще не сделано.
Мы нечасто задумываемся над этимологией слова «путь», но оно употребляется в двух разных смыслах. Во-первых, это метод или техника, а во-вторых — дорога. Ясно, что оба значения взаимосвязаны, и, говоря «путь Ruby», я имею в виду и то и другое.
Следовательно, мы говорим о мыслительном процессе, но вместе с тем и о дороге, по которой движемся. Даже величайшие гуру программирования не могут сказать о себе, что достигли совершенства: они лишь на пути к нему. Таких путей может быть несколько, но я здесь говорю только об одном.
Привычная мудрость гласит, что форма определяется функцией. Это верно, спору нет. Однако Фрэнк Ллойд Райт[4] (имея в виду свою собственную область интересов) как-то сказал: «Форма определяется функцией, которая была понята неправильно. Форма и функция должны быть едины, сливаться в духовном единении».
Что Райт имел в виду? Я бы сказал, что на этот вопрос вы найдете ответ не в книгах, а в собственном опыте.
Однако я думаю, что Райт выразил эту мысль где-то еще, разбив ее на части, которые проще переварить. Он был великим поборником простоты, который однажды заметил: «Самые полезные инструменты архитектора — это ластик рядом с чертежной доской и гвоздодер на строительной площадке».
Итак, одним из достоинств Ruby является простота. Надо ли цитировать других мыслителей, высказывавшихся на эту тему? Согласно Антуану де Сент-Экзюпери, «совершенство достигнуто не тогда, когда нечего добавить, а тогда, когда нечего убрать».
Но Ruby — сложный язык. Почему же я называю его простым?
Если бы мы лучше понимали мироздание, то, наверное, открыли бы «закон сохранения сложности» — факт, который вмешивается в нашу жизнь подобно энтропии, которую мы не можем преодолеть, а способны лишь рассеивать.
И в этом ключ. Нельзя избежать сложности, но можно укрыться от нее. Мы можем убрать ее из виду! Это тот же старый добрый принцип черного ящика, внутри которого решается сложная задача, хотя на поверхности лишь голая простота.
Если вам еще не наскучили цитаты, то будет уместно привести слова Альберта Эйнштейна: «Все должно быть просто настолько, насколько возможно, но не проще».
Таким образом, на взгляд программиста, Ruby — это воплощенная простота (хотя у человека, отвечающего за сопровождение интерпретатора, взгляд может быть иной). Но вместе с тем имеется пространство для компромиссов. В реальном мире всем нам приходится немного «прогибаться». К примеру, все сущности в программе на Ruby должны были бы быть истинными объектами, однако некоторые, в том числе целые числа, хранятся как непосредственные значения. Это компромисс, знакомый всем студентам отделений информатики уже много десятилетий: элегантность дизайна приносится в жертву практичности реализации. По существу, мы променяли одну простоту на другую.
То, что Ларри Уолл говорил о языке Perl, остается справедливым: «Когда вы хотите что-то выразить на маленьком языке, оно становится большим. А когда вы пытаетесь выразить то же самое на большом языке, оно становится маленьким». Это верно и в отношении английского языка. Если биолог Эрнст Хэккель смог всего тремя словами выразить глубокую мысль «онтогенез повторяет филогенез», то лишь потому, что эти слова с весьма специфическим смыслом были в его распоряжении. Мы соглашаемся на внутреннюю сложность языка, потому что она позволяет избежать сложности в отдельных высказываниях.
Переформулирую этот принцип по-другому: «не пишите 200 строк кода, когда достаточно 10».
Я считаю само собой разумеющимся, что краткость в общем случае хороша. Короткий фрагмент кода занимает меньше места в мозгу программиста, его проще воспринять как единое целое. Благоприятным побочным эффектом следует считать и то, что в короткой программе будет меньше ошибок.
Конечно, не нужно забывать предупреждение Эйнштейна о простоте. Если расположить краткость слишком высоко в списке приоритетов, то получится совершенно загадочный код. Согласно теории информации, сжатые данные статистически похожи на белый шум. Если вы видели код на С или APL либо регулярное выражение — особенно плохо написанные, то понимаете что я имею в виду. «Просто, но не слишком просто» — это ключевая фраза. Стремитесь к краткости, но не жертвуйте понятностью.
Трюизмом следует считать мысль о том, что краткость в сочетании с понятностью — это хорошо. Но тому есть причина, причем настолько фундаментальная, что мы часто о ней забываем. А состоит она в том, что компьютер создан для человека, а не человек для компьютера.
В старые добрые дни все было почти наоборот. Компьютеры стоили миллионы долларов и пожирали многие киловатты электричества. Люди же вели себя так, будто компьютер — божество, а программисты — его скромные жрецы. Час машинного времени стоил дороже часа личного времени.
Когда компьютеры стали меньше и дешевле, приобрели популярность языки высокого уровня. Они неэффективны с точки зрения машины, зато эффективны с позиции человека. Ruby — всего лишь одно из последних достижений на этом пути. Некоторые даже называют его языком сверхвысокого уровня (VHLL — Very High-Level Language). Хотя этот термин еще не получил четкого определения, я думаю, что он оправдан.
Компьютер призван быть слугой, а не хозяином, а, как сказал Мац, толковый слуга должен выполнять сложное задание при минимуме указаний. Так было на протяжении всей истории информатики. Мы начали с машинного языка, перешли к языку ассемблера, а потом добрались и до языков высокого уровня.
Мы сейчас говорим о смещении парадигмы: от машиноцентрической к человекоцентрической. На мой взгляд, Ruby дает великолепный пример человекоцентрического программирования.
Теперь я хочу взглянуть на вопрос под несколько иным углом. В 1980 году вышла чудесная книжка Джеффри Джеймса «Дао программирования» (Geoffrey James, The Tao of Programming). Каждая строчка из нее достойна цитирования, но я ограничусь лишь одной выдержкой: «Программа должна следовать «закону наименьшего удивления». Что это за закон? Все просто: программа должна отвечать пользователю так, чтобы вызывать у него как можно меньше удивления». (Конечно, если речь идет об интерпретаторе языка, то пользователем является программист.)
Не знаю, Джеймс ли придумал термин «закон наименьшего удивления», но я впервые узнал его из упомянутой книги. Этот закон хорошо известен и часто цитируется в сообществе пользователей Ruby. Правда, обычно его называют «принципом наименьшего удивления» (Principle of Least Surprise, POLS). Лично я упрямо придерживаюсь акронима LOLA — Law of Least Astonishment.
Но, как ни называй, правило остается справедливым и служит основополагающим принципом продолжающейся работы над языком Ruby. О нем полезно помнить и тем, кто разрабатывает библиотеки и пользовательские интерфейсы.
Конечно, одна проблема остается: разные люди удивляются разным вещам; не существует всеобщего согласия о том, как «должен» вести себя объект или метод. Но мы можем стремиться быть последовательными и находить веские обоснования принимаемым проектным решениям, а каждый человек должен тренировать собственную интуицию.
Кстати, Мац как-то заметил, что «принцип наименьшего удивления» должен относиться и к нему как к дизайнеру. Чем больше ваше мышление походит на его, тем меньше удивления будет вызывать Ruby. И смею уверить, подражание Мацу большинству из нас пойдет только на пользу.
Какой бы ни была логическая конструкция системы, тренировать свою интуицию необходимо. Каждый язык программирования — это отдельный мир со своими допущениями, точно так же как и любой естественный язык. Когда я начал изучать немецкий, то обнаружил, что все существительные пишутся с прописной буквы… за исключением слова deutsch (немецкий язык). Я пожаловался профессору, подчеркивая, что ведь это же название самого языка. Он улыбнулся и ответил: «Не надо с этим бороться».
Профессор говорил, что надо позволить немцу оставаться немцем. Продолжая эту мысль, хочу дать совет всем, кто переходит на использование Ruby после освоения других языков. Пусть Ruby остается Ruby! Не ожидайте, что это будет Perl. Не требуйте от него поведения, характерного для языков LISP или Smalltalk. С другой стороны, у Ruby есть элементы, присущие любому из этих трех языков. Для начала действуйте в соответствии с априорными представлениями, но когда они оказываются неверны, не боритесь с установленными правилами (если только Мац не согласится с тем, что в них необходимо внести изменения).
Каждый программист сегодня знает о принципе ортогональности (хотя лучше было бы назвать его принципом ортогональной полноты). Вообразим пару осей, по одной из которых откладываются языковые сущности, а по другой — множество атрибутов и возможностей. Когда мы говорим об ортогональности, то обычно имеем в виду, что пространство, определяемое этими осями, настолько «полно», насколько это логически возможно.
Одна из составных частей Пути Ruby — стремление к ортогональности. Массив в некоторых отношениях подобен хэшу, а потому и операции над ними должны быть похожи. До тех пор пока мы не вступаем в область, где эти сущности начинают отличаться друг от друга.
Мац говорит, что «естественность» важнее ортогональности. Но чтобы понять, что естественно, а что нет, надо долго думать и писать программы.
Ruby стремится быть дружелюбным к программисту. Например, у многих методов есть синонимы; оба метода size и length возвращают число элементов в массиве. Два разных написания слова — indexes и indices — относятся к имени одного и того же метода. Некоторые называют это досадным недоразумением, но я склонен считать такую избыточность хорошим дизайном.
Ruby стремится к последовательности и единообразию. В этом нет ничего мистического: во всех жизненных ситуациях мы жаждем регулярности и размеренности. Сложнее научиться понимать, когда этот принцип следует нарушить.
Например, в Ruby принято добавлять вопросительный знак (?) в конец имени метода, ведущего себя как предикат. Это хорошо и удобно, программа становится яснее, а в пространстве имен легче ориентироваться. Но менее последовательным является аналогичное употребление восклицательного знака для обозначения потенциально «деструктивных» или «опасных» методов (в том смысле, что они модифицируют внутреннее состояние вызывающего объекта). Непоследовательность состоит в том, что не все деструктивные методы помечаются таким образом. Нужно ли восстановить справедливость?
Нет, на самом деле не нужно. Некоторые методы по сути своей изменяют состояние (например, методы replace и concat класса Array). Одни являются «методами установки», которые допускают присваивание атрибуту класса; ясно, что не следует добавлять восклицательный знак к имени атрибута или к знаку равенства. Другие в каком-то смысле изменяют состояние объекта, например read, но это происходит так часто, что нет смысла особо отмечать данный факт. Если бы имя каждого деструктивного метода заканчивалось символом !, то программа превратилась бы в рекламную брошюру фирмы, занимающейся многоуровневым маркетингом.
Вы замечаете действие разнонаправленных сил, тенденцию нарушать все правила? Тогда позвольте мне сформулировать второй закон Фултона: «У каждого правила есть исключения, кроме второго закона Фултона». (Доля шутки тут есть, но небольшая.)
В Ruby мы видим не «педантичную непротиворечивость», а строгое следование набору простых правил. Может быть, отчасти Путь Ruby состоит в том, что его подход не является закостенелым и неподвижным. Мац как-то сказал, что при проектировании языка нужно «следовать велениям своего сердца». И еще один аспект философии Ruby: «Не бойтесь изменений во время выполнения, не бойтесь быть динамичными». Мир динамичен, так почему язык программирования должен быть статичным? Ruby — один из самых динамичных среди существующих языков.
С некоторыми оговорками я бы выделил и такой аспект: «Не будьте рабом производительности». Если производительность оказывается недопустимо низкой, проблему придется решать, но не следует с самого начала выводить ее на первый план. Предпочитайте элегантность эффективности в тех случаях, когда эффективность не слишком критична. Впрочем, когда вы пишете библиотеку, которая будет использоваться непредвиденными способами, о производительности следует задуматься с самого начала.
Когда я смотрю на язык Ruby, то вижу равновесие между разными проектными целями, вижу сложное взаимодействие, напоминающее о задаче n тел в физике. Я могу представить себе, что он моделировался как мобил Александра Кальдера. Быть может, больше всего завораживает само взаимодействие, гармония, лежащая в основе философии Ruby, а не отдельные составные части. Программисты знают, что их ремесло — не просто сплав науки и технологии, но еще и искусство. Мне неловко говорить, что в компьютерных дисциплинах есть какой-то духовный аспект, но — строго между нами! — он безусловно присутствует. (Если вы не читали книгу Роберта Пирсига «Дзен и искусство ухода за мотоциклом» (Robert Pirsig, Zen and the Art of Motorcycle Maintenance), горячо рекомендую.)
Источником Ruby стала человеческая потребность создавать полезные и красивые вещи. Программы, написанные на Ruby, должны проистекать из того же боговдохновенного источника. Это, на мой взгляд, и является квинтэссенцией Пути Ruby.

Глава 1. Обзор Ruby

Читать далее

БЕСПЛАТНО!
Получить бонус