JavaScript脳で理解するRubyのオブジェクト指向
「世の中がRubyで埋まればいいのに」と思うあなたの気持ちとは裏腹に、世界は一層多様で複雑なものに向かっています。エントロピーは日々増大しています。
人々は、その非効率性を指して「多様性は悪である」といいます。しかし画一的世界は創作の原動力となる人々のモチベーションを低下させ、そのやる気を奪います。つまり複雑で理解できない混沌として多様な世界こそが、人々に前に進むエネルギーを注入するのです。
僕たちはハリウッド映画を見るとき、韓国ドラマを見るとき、それから日本人が演じるドラマを見るときに、その文化や歴史的背景に基づく演出の僅かな違いに目ざとく気付きます。そしてその違いによって脳は刺激を受け活動を開始するのです。何一つ同じものなどありません。
僕の脳は完全にJavaScript脳です1。他言語の知識は無いと言っていいです2。その結果、プログラム言語の世界が極めて画一的に見えています。これは極めて不健全で、何も生み出せない危険な状態です。あまり時間はありませんが、何とかして僕はこの多様な世界を受容する力を手に入れなければなりません。世界平和のためにも。
そんなわけで…
JavaScript脳の僕がRubyのオブジェクト指向をここ数日学んだので、今の理解を書いておきます。当然に不理解に基づく間違いが含まれています。ご指摘助かります。なお、以下のコードの実行結果はruby1.9.3に基づいています。
オブジェクトの生成
Rubyはプロトタイプベースのオブジェクト指向言語です。オブジェクトは一または複数のプロパティを持てます。プロパティとは、そのオブジェクトに紐付いたデータ（オブジェクトを含む）で、ラベルで参照できるものです。今、nameとageというプロパティを持った２つのオブジェクトCharlie, Earlを生成します。
class Charlie
def self.name
'Charlie'
end
def self.age
12
end
end
class Earl
def self.name
'Earl'
end
def self.age
14
end
end
Charlie.name # => "Charlie"
Charlie.age # => 12
Earl.name # => "Earl"
Earl.age # => 14オブジェクト生成にclass式を使っていますが、これはクラスベースのオブジェクト指向をイミテートしたものです。勘違いを生むのでclassを「良くない部品（The Bad Parts）」に分類するRubyistもいるようです。各オブジェクトのプロパティに対するアクセスは、上述のようにJavaScriptのプロパティ参照と同じ方法で、.(ピリオド)を使って行うことができます。def式におけるselfはそのオブジェクト自身を指しているので重要です。これを忘れてdefすると誤動作を起こすので、これをThe Bad Partsに分類する人もいます。
なお、生成時のオブジェクト名は大文字からという制約がありますが、気に入らないなら次のようにします。
charlie = Charlie
earl = Earl
charlie.name # => "Charlie"
charlie.age # => 12
earl.name # => "Earl"
earl.age # => 14また、オブジェクトに対するプロパティの追加や変更は、変数に値を代入するが如くに極めて簡単に行えます。各オブジェクトに、生まれた日からの日数を計算するage_in_daysプロパティを追加してみます。
Charlie.age_in_days = ->{ Charlie.age * 365 }
Earl.age_in_days = ->{ Charlie.age * 365 }
Charlie.age_in_days[]
Earl.age_in_days[]JavaScript同様Rubyにおいて関数（定義）はオブジェクトであり、このようにプロパティにセットできます。プロパティ名を介して参照される関数は、[](角括弧)を付することで実行されます。従って[]は必須です。以下ではプロパティにセットされた関数をメソッドと呼ぶことがあります。さて、メソッドを実際に呼んでみましょう。
Charlie.age_in_days[] # => undefined method `age_in_days=' for Charlie:Class (NoMethodError)
Earl.age_in_days[] # => undefined method `age_in_days=' for Earl:Class (NoMethodError)エラーが出ました。どうやら1.9系にはバグがあるようです。次のパッチを当てて、もう一度試してみます。
[Charlie, Earl].each do |klass|
def klass.method_missing(name, *data)
case name
when /^(.+)=$/
(class << self; self end).send(:attr_accessor, $1)
instance_variable_set("@#{$1}", data.first)
else
super
end
end
end
Charlie.age_in_days = ->{ Charlie.age * 365 }
Earl.age_in_days = ->{ Earl.age * 365 }
Charlie.age_in_days[] # => 4380
Earl.age_in_days[] # => 5110いいですね！
未定義のプロパティの参照に対してはundefinedが返されます。
Charlie.job # => `method_missing': undefined method `job' for Charlie:Class (NoMethodError)プロパティ探索
しかし一方で、未定義ながら特定のプロパティに対しては所定の値が返されます。classプロパティを呼んでみます。
Charlie.class # => ClassCharlieオブジェクトのコンストラクタはClassオブジェクトであるという結果が返ってきました。
未定義のプロパティが呼べたという事実をどう解釈すればいいでしょうか。可能性の一つはオブジェクトの生成時にRubyが自動でそのようなプロパティをセットしたということです。
確かめてみます。
Charlie.methods(false).include?(:age) # => true
Charlie.methods(false).include?(:class) # => false
Charlie.methods(false).include?(:methods) # => falsemethodsメソッドに対して、上で定義したageはtrueを返しましたが、classおよびこの呼び出しメソッド自体もfalseを返しました。つまりこれらのプロパティはCharlieオブジェクトには存在しないのです。
つまりCharlieオブジェクトにはそのプロパティ探索に関して、別のオブジェクトがリンクされているのです。この別のオブジェクトはsuperclassプロパティで参照できます。
Charlie.superclass # => ObjectObjectオブジェクトがCharlieオブジェクトにリンクしていることが分かりました。このオブジェクトをRubyではプロトタイプオブジェクトといいます。superclassというプロパティ名はミスリーディングですね。では、このオブジェクトが先のプロパティを持っているかを確かめてみます。
Object.methods(false).include?(:class) # => false
Object.methods(false).include?(:methods) # => false残念ながら、持ってませんでした…えーっと…
実はこれらは（Kernelモジュールのインスタンスメソッド）-> （Classクラスのインスタンスメソッド）-> （Objectクラスのクラスメソッド）という流れになるのですが、話が複雑になるのでここでは持っているとしてください。話し合わないし。m(__)m
参考までに。
Kernel.instance_methods(false).include?(:class) # => true
Kernel.instance_methods(false).include?(:methods) # => true
Class.instance_methods.include?(:class) # => false
Class.instance_methods.include?(:methods) # => true以上により、オブジェクトのプロパティが呼ばれたとき、そのオブジェクトに対象プロパティがあればそれを返すが、無い場合はsuperclassプロパティにセットされたオブジェクトのプロパティを探索する。そして対象プロパティがそこにあればそれを返すということが分かりました。
ここで仮に、プロトタイプオブジェクトにも対象プロパティが見つからなかった場合はどうなるのでしょうか。これは想像が付きますよね。プロトタイプオブジェクトもCharlieオブジェクトと同種のオブジェクトですから、superclassプロパティを持ってるはずです。よって、ここから更にその先のオブジェクトを辿るのでしょう。Charlieの先の先、つまりそのプロトタイプオブジェクトのsuperclassにセットされたオブジェクトを見てみましょう。
Charlie.superclass.superclass # => BasicObject
Charlie.superclass.superclass.superclass # => nilBasicObjectが返ってきました。更にそのsuperclassを調べると、今度はnilが返ってきました。つまりこの場合、プロパティ探索の旅（プロトタイプチェーン）はここで終了ということですね。
プロトタイプチェーンを使う
さて、この辺で最初のコードに戻ります。
class Charlie
def self.name
'Charlie'
end
def self.age
12
end
end
class Earl
def self.name
'Earl'
end
def self.age
14
end
end
### a patch
[Charlie, Earl].each do |klass|
def klass.method_missing(name, *data)
case name
when /^(.+)=$/
(class << self; self end).send(:attr_accessor, $1)
instance_variable_set("@#{$1}", data.first)
else
super
end
end
end
### end of a patch
Charlie.age_in_days = ->{ Charlie.age * 365 }
Earl.age_in_days = ->{ Earl.age * 365 }
Charlie.name # => "Charlie"
Charlie.age # => 12
Charlie.age_in_days[] # => 4380
Earl.name # => "Earl"
Earl.age # => 14
Earl.age_in_days[] # => 5110このコードを見て、ムズムズしない人はいないでしょう。そうage_in_daysメソッドがDRY原則に反しています。その結果どういった問題が生じるでしょう。
仮に、銀河の歪みによって地球の公転周期が今の３倍、つまり１年が365*3=1095日になったらどうなりますか？その場合、あなたはすべての人オブジェクトのage_in_daysメソッドを１つづつ修正しなければなりません。
先ほどのプロパティ探索の機構を利用してこの問題を解決します。つまり人の原型となるPersonオブジェクトを定義してプロトタイプチェーンに組み込むのです。
class Person
def self.name
'unknown'
end
def self.age
1
end
def self.age_in_days
->{ Person.age * 365 * 3 }
end
end
Person.name # => "unknown"
Person.age # => 1
Person.age_in_days[] # => 1095Personオブジェクトが生成できました。これをCharlie, Earlの各オブジェクトのプロトタイプとなるよう、それらのsuperclassにセットして、age_in_daysを呼んでみます。class SUBCLASS < SUPERCLASS; endという構文を使います。
class Charlie < Person; end
class Earl < Person; end
# ~> superclass mismatch for class Charlie (TypeError)
# ~> superclass mismatch for class Earl (TypeError)
Charlie.age_in_days[] # =>
Earl.age_in_days[] # =>superclassがミスマッチであるとのエラーが出ました。どうやらまだバグがあるようです。
時間の関係上、誰かからパッチが出るのを期待しつつ3^ ^;、ここではCharlie, Earlオブジェクトを再定義することで話を進めます。
class Person
def self.name
'unknown'
end
def self.age
1
end
def self.age_in_days
->{ self.age * 365 * 3 }
end
end
class Charlie < Person
def self.name
'Charlie'
end
def self.age
12
end
end
class Earl < Person
def self.name
'Earl'
end
def self.age
14
end
end
Charlie.age_in_days[] # => 13140
Earl.age_in_days[] # => 15330プロトタイプチェーンがどう変化したか確認してみます。
Charlie.superclass # => Person
Charlie.superclass.superclass # => Object
Charlie.superclass.superclass.superclass # => BasicObject
Charlie.superclass.superclass.superclass.superclass # => nil見事にpersonオブジェクトが間に差し込まれています。
オブジェクトコンストラクタ
さて、引き続きPersonを型とする別のオブジェクトを生成してみます。
class Person
def self.name
'unknown'
end
def self.age
1
end
def self.age_in_days
->{ self.age * 365 * 3 }
end
end
class Zena < Person
def self.name
'Zena'
end
end
class Rio < Person
def self.name
'Rio'
end
def self.age
18
end
end
class Jackie < Person
def self.name
'Jackie'
end
def self.age
21
end
end
Zena.name # => "Zena"
Zena.age # => 1
Zena.age_in_days[] # => 1095
Rio.name # => "Rio"
Rio.age # => 18
Rio.age_in_days[] # => 19710
Jackie.name # => "Jackie"
Jackie.age # => 21
Jackie.age_in_days[] # => 22995クラスベースのオブジェクト指向に慣れた人にとって、このオブジェクト生成プロセスは面倒に感じられることでしょう。もっと簡便にオブジェクトを生成する方法はないでしょうか。
Rubyの関数が使えそうです。そう関数でオブジェクトのコンストラクタを作るのです。nameとageを引数にとって、これらをプロパティとしたオブジェクトを返す、そんな関数です。コンストラクタらしく、大文字から始まるPersonコンストラクタを定義します。
def Person(name, age)
unless Object.const_defined?(:Person)
proto = Class.new do |c|
def self.age_in_days
->{ self.age * 365 * 3 }
end
end
Object.const_set('Person', proto)
end
Class.new(Person) do |c|
(class << self; self end).class_eval do
define_method(:name) { name }
define_method(:age) { age }
end
end
endここでの重要なポイントは、age_in_daysプロパティを持ったプロトタイプオブジェクト（Person）を生成し、返されるオブジェクトのsuperclassにこれをセットすることです。一応、Personが存在する場合はunless式で無駄な処理が繰り返されないようにします。これで先のコードとほぼ同様のオブジェクトをコンストラクタを使って生成できそうです。
やってみます。
Zena = Person('Zena', 1) # => Zena
Rio = Person('Rio', 18) # => Rio
Jackie = Person('Jackie', 21) # => Jackie
Zena.name # => "Zena"
Zena.age # => 1
Zena.age_in_days[] # => 1095
Zena.superclass # => Person
Rio.name # => "Rio"
Rio.age # => 18
Rio.age_in_days[] # => 19710
Rio.superclass # => Person
Jackie.name # => "Jackie"
Jackie.age # => 21
Jackie.age_in_days[] # => 22995
Jackie.superclass # => Personいいですね！
Person.new
ここまで来れば僕が何を言いたいのかが分かると思います。
えっ？何ですか？
a Rubyist: 「Rubyってクラスベースのオブジェクト指向なんだけど」
…
まさか！
class Person
attr_accessor :name, :age
def initialize(name, age)
@name, @age = name, age
end
def age_in_days
self.age * 365
end
end
Person.superclass # => Object
zena = Person.new('Zena', 1) # => #<Person:0x00000101043600 @name="Zena", @age=1>
rio = Person.new('Rio', 18) # => #<Person:0x00000101043150 @name="Rio", @age=18>
jackie = Person.new('Jackie', 21) # => #<Person:0x00000101042d40 @name="Jackie", @age=21>
zena.name # => "Zena"
zena.age # => 1
zena.age_in_days # => 365
zena.class # => Person
rio.name # => "Rio"
rio.age # => 18
rio.age_in_days # => 6570
rio.class # => Person
jackie.name # => "Jackie"
jackie.age # => 21
jackie.age_in_days # => 7665
jackie.class # => Person関連記事：Ruby脳が理解するJavaScriptのオブジェクト指向
電子書籍「Ruby脳が理解するJavaScriptのオブジェクト指向」EPUB版
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