Ruby中的类和该类的单例有啥区别？

Posted 2023-02-23

【中文标题】Ruby中的类和该类的单例有啥区别？

【英文标题】：What's the difference between a class and the singleton of that class in Ruby?Ruby中的类和该类的单例有什么区别？

【发布时间】：2012-09-07 22:58:28

【问题描述】：

好的，所以我正在尝试在 Ruby 中进行一些元编程，但我有点困惑。根据我读过的几篇文章（如this one），为了给Ruby类动态添加类方法，你必须使用类的单例类：

class Klass
end

class << Klass
  self.define_method(:foo)  return "foo" 
end

为什么会这样，和这有什么不同？

class Klass
  self.define_method(:foo)  return "foo" 
end

（对不起，如果这个问题包含任何错误的假设。就像我说的，我有点困惑。）

【问题讨论】：

我认为你应该用 Eigenclass 替换单例。另见***.com/questions/1630815/…。已经有一个***-tag 了。

啊，对了，我忘了它也可以叫Eigenclass。我有什么理由想在“单例类”或“元类”上使用该术语吗？

AFAIK "Metaclass" 没问题，但 Singleton 不同。

@knut 但它是一个单例类：(class << Klass; self; end).new => TypeError: can't create instance of singleton class

单例类只能有一个实例。特征类只有一个实例（类）。所以一个 Eigenclass 是一个 Singleton 类 - 但不是每个 Singleton 都是一个 Eigenclass。所以我不会在你的具体情况下谈论单例。

【参考方案1】：

直接回答您的问题：Module#define_method 创建一个实例方法。 “类方法”是Class 对象的单例类（或特征类）上的实例方法。我敢肯定这听起来很令人困惑。让我解释一下为什么 Ruby 首先包含“单例类”的概念：

首先，让我说不同面向对象语言的基本“框架”是多种多样的。 Ruby 关于对象、类、元类等的设计绝不是唯一可能的设计，并且语言可以以不同的方式设计。话虽如此，Ruby 以它的方式工作是有逻辑的原因的。我会尽量简明扼要地解释...

想一个简单的方法调用，比如：

[1,2,3].first

这里我们调用了一个名为first 的方法，将Array 对象作为接收者。为了处理这个方法调用，Ruby 需要搜索匹配的方法定义并执行它。它从哪里开始寻找？自然，在Array 的实例方法中。如果没有找到，它会在Array的超类中查找，然后是超类的超类，以及Modules，它们混合到Array或其超类中，等等。

“基于类”（与基于原型相反）的面向对象语言或多或少都以这种方式工作。如果您曾经使用 Java、C++ 或 Python 进行过编程，那么您应该对这种行为很熟悉。

现在，Ruby 的创建者还希望能够为一个对象添加方法。在基于原型的 OO 语言中，这很容易，但它如何在基于类的语言中工作？他通过引入“单例类”或“特征类”的概念使之成为可能。

“单例类”简单来说就是一个只有一个实例的类。我相信，Ruby 不会尝试为 每个 对象跟踪不同的单例类，而是等到您第一次尝试访问对象的单例类，然后创建该类并将其插入对象的继承链是动态的。

正如我刚才所说，当一个方法被调用时，Ruby 首先在对象的类中查找匹配的定义，然后是超类，等等。由于单例类作为 first 链接插入对象的继承链，它们是 Ruby 查找方法定义的第一个位置。

引入“单例类”的概念同时也解决了另一个问题。在 Java 中（例如），您可以定义在类上调用的 static 方法。在 Ruby 中，人们经常想做类似的事情。使用“单例”类和方法，您可以做到这一点：您所要做的就是在 Class 对象上定义一个单例方法。

（请记住，Ruby 中的类也是对象。这就是为什么“单例”类和方法的概念可以“用 1 块石头杀死 2 只鸟”，正如我在上面解释的那样！）

额外信息：

一开始，我提到了“实例方法”。我不知道这是否会令人困惑，或者您是否已经知道“实例方法”是什么。当你定义一个 Ruby 类时，像这样......

class MyClass
  def my_method
    # do something
  end
end

...然后my_method 将被添加为MyClass 的实例方法。当 Ruby 在对象的类、超类等中搜索方法定义时，它实际查看的是它们的实例方法。所以一个对象的“方法”就是它的类的实例方法，加上超类的实例方法、超类的超类等等。

关于单例类如何与 Ruby 中的方法查找交互，有一点我上面没有提到的不一致。如果你想详细了解：

单例类类对象的处理方式与一般其他对象的单例类略有不同。如果你有一个类A 继承自另一个类B，并且B 有单例方法，A 将不仅继承实例方法，而且也继承@ 的单例方法987654338@。换句话说，B 的单例类被视为A 的单例类的超类。这不适用于任何其他对象的单例类。

【讨论】：

所以你说当我写class A; def self.foo; return "foo"; end; end时，我实际上是在创建一个名为“A”的Class的实例和A的单例类，方法是foo ?

是的！这是完全正确的。实际上，您正在创建一个名为“A”的Class 实例，并将它分配给一个名为A 的常量，并将一个方法foo 添加到@987654348 的单例类中@。 （Ruby 解释器中有一些特殊用途的代码，当您将其分配给常量时，它会自动设置 Class 的名称。试试这个：Abc = Class.new; puts Abc.name）