Хэл Фултон - Программирование на языке Ruby

def Terran.home_planet

@@home_planet

end

def Terran.home_planet= (x)

@@home_planet = x

end

#...

end

Все замечательно, но что если нам нужно определить несколько подобных классов? Новичок подумает: «Ну так я просто определю суперкласс!» (листинг 11.12).

class IntelligentLife # Неправильный способ решения задачи!

@@home_planet = nil

def IntelligentLife.home_planet

@@home _planet

end

def IntelligentLife.home_planet=(x)

@@home_planet = x

end

#...

end

class Terran < IntelligentLife

@@home_planet = "Earth"

#...

end

class Martian < IntelligentLife

@@home_planet = "Mars"

#...

end

Но это работать не будет. Вызов Terran.home_planetнапечатает не "Earth", а "Mars"! Почему так? Дело в том, что переменные класса — на практике не вполне переменные класса; они принадлежат не одному классу, а всей иерархии наследования. Переменная класса не копируется из родительского класса, а разделяется родителем (и, стало быть, со всеми братьями).

Можно было бы вынести определение переменной класса в базовый класс, но тогда перестали бы работать определенные нами методы класса! Можно было исправить и это, перенеся определения в дочерние классы, однако тем самым губится первоначальная идея, ведь таким образом объявляются отдельные классы без какой бы то ни было «параметризации».

Мы предлагаем другое решение. Отложим вычисление переменной класса до момента выполнения, воспользовавшись методом class_eval. Полное решение приведено в листинге 11.13.

class IntelligentLife

def IntelligentLife.home_planet

class_eval("@@home_planet")

end

def IntelligentLife.home_planet=(x)

class_eval("@@home_planet = #{x}")

end

# ...

end

class Terran < IntelligentLife

@@home_planet = "Earth"

# ...

end

class Martian < IntelligentLife

@@home_planet = "Mars"

# ...

end

puts Terran.home_planet # Earth

puts Martian.home_planet # Mars

Не стоит и говорить, что механизм наследования здесь по-прежнему работает. Все методы и переменные экземпляра, определенные в классе IntelligentLife, наследуются классами Terranи Martian.

В листинге 11.14 предложено, наверное, наилучшее решение. В нем используются только переменные экземпляра, а от переменных класса мы вообще отказались.

class IntelligentLife

class << self

attr_accessor :home_planet

end

# ...

end

class Terran < IntelligentLife

self.home_planet = "Earth"

#...

end

class Martian < IntelligentLife

self.home_planet = "Mars"

#...

end

puts Terran.home_planet # Earth

puts Martian.home_planet # Mars

Здесь мы открываем синглетный класс и определяем метод доступа home_planet. В двух подклассах определяются собственные методы доступа и устанавливается переменная. Теперь методы доступа работают строго в своих классах.

В качестве небольшого усовершенствования добавим еще вызов метода privateв синглетный класс:

private :home_planet=

Сделав метод установки закрытым, мы запретили изменять значение вне иерархии данного класса. Как всегда, privateреализует «рекомендательную» защиту, которая легко обходится. Но объявление метода закрытым по крайней мере говорит, что мы не хотели, чтобы метод вызывался вне определенного контекста.

Есть и другие способы решения этой задачи. Проявите воображение.

Одно из самых трудных для понимания средств Ruby — продолжение (continuation). Это структурированный способ выполнить нелокальный переход и возврат. В объекте продолжения хранятся адрес возврата и контекст выполнения. В каком-то смысле это аналог функций setjmp/ longjmpв языке С, но объем сохраняемого контекста больше.

Метод callccиз модуля Kernelпринимает блок и возвращает объект класса Continuation. Возвращаемый объект передается в блок как параметр, что еще больше все запутывает.

В классе Continuationесть всего один метод call, который обеспечивает нелокальный возврат в конец блока callсс. Выйти из метода callccможно либо достигнув конца блока, либо вызвав метод call.

Считайте, что продолжение — что-то вроде операции «сохранить игру» в классических «бродилках». Вы сохраняете игру в точке, где все спокойно, а потом пробуете выполнить нечто потенциально опасное. Если эксперимент заканчивается гибелью, то вы восстанавливаете сохраненное состояние игры и пробуете пойти другим путем.

Самый лучший способ разобраться в продолжениях — посмотреть фильм «Беги, Лола, беги».

Есть несколько хороших примеров того, как пользоваться продолжениями. Самые лучшие предложил Джим Вайрих (Jim Weirich). Ниже показано, как Джим реализовал «генератор» после дискуссии еще с одним программистом на Ruby, Хью Сассе (Hugh Sasse).

Идея генератора навеяна методом suspendиз языка Icon (он есть также в Prolog), который позволяет возобновить выполнение функции с места, следующего за тем, где она в последний раз вернула значение. Хью называет это «yield наоборот».

Библиотека generatorтеперь входит в дистрибутив Ruby. Дополнительную информацию по этому вопросу вы найдете в разделе 8.3.7.

В листинге 11.15 представлена предложенная Джимом реализация генератора чисел Фибоначчи. Продолжения применяются для того, чтобы сохранить состояние между вызовами.

class Generator

def initialize

do_generation

end

def next

callcc do |here|

@main_context = here;

@generator_context.call

end

end

private

def do_generation

callcc do |context|

@generator_context = context;

return

end

generating_loop

end

def generate(value)

callcc do |context|

@generator_context = context;

@main_context.call(value)

end

end

end

# Порождаем подкласс и определяем метод generating_loop.

class FibGenerator < Generator

def generating_loop

generate(1)

a, b = 1, 1

loop do

generate(b)

a, b = b, a+b

end

end

end

# Создаем объект этого класса...

fib = FibGenerator.new

puts fib.next # 1

puts fib.next # 1

puts fib.next # 2

puts fib.next # 3

puts fib.next # 5

puts fib.next # 8

puts fib.next # 13

# И так далее...

Есть, конечно, и более практичные применения продолжений. Один из примеров — каркас Borgesдля разработки Web-приложений (названный в честь Хорхе Луиса Борхеса), который построен по образу Seaside. В этой парадигме традиционный поток управления в Web-приложении «вывернут с изнанки на лицо», так что логика представляется «нормальной». Например, вы отображаете страницу, получаете результат из формы, отображаете следующую страницу и так далее, ни в чем не противореча интуитивным ожиданиям.