Ruby的對象與類

Ruby的對象與類

ruby是一門完全面向對象的語言,它當中的每一個值都是對象,那么Ruby對象的本質到底是什么呢,唯有通過學習Ruby的對象和類的內部實現才能一探究竟,本文就來聊一聊Ruby的對象和類的實現。

對象

Ruby對象的內部是有一個叫做 RObject的結構的來表示的:

RObject結構體包含了如下的值:

  • RBasic 中的 flags存儲內部專有值
  • RBasic 中的klass指針,用于指向RObject所屬于的類
  • numiv 實例變量的數量
  • ivptr 實例變量的值的數組,因為Ruby語言的特性,實例變量是存在于對象自身的,所以即使同一個類的不同實例對象,都需要自己保存自己的實例變量數組。

上面說到的klass指針是在對象被創建的時候,執行RClass結構體的指針,在Ruby的內部使用RClass來表示一個對象的類

class Mathematician
  attr_accessor :first_name
  attr_accessor :last_name
end

euler = Mathematician.new
euler.first_name = 'Leonhard'
euler.last_name = 'Euler'

euclid = Mathematician.new
euclid.first_name = 'Euclid'

上面的代碼的類和對象在Ruby內部表示是下面的樣子


兩個對象都是由RObject表示,上面已經說過了,它們的klass指針都指向RClass結構體,ivptr指向的是每個對象不同的實例變量數組。

當然了在Ruby的內部不是所有的對象都是由RObject來表示,RObject僅用來表示自定義的類,想系統定義的內部數據類型Array、String等都是用專門的結構體來表示的,不過它們也是對象所以同樣使用了RBasic。

Ruby在保存一些簡單的小值整數和符合等值的時候,沒有像上面一樣使用RObject或是基礎數據類型結構體,而是使用立即值結構體來存儲,下圖中的立即值結構體的value部分存放的是具體的值,flags存放的是用于表示該值是何種類型的標識掩碼。

對象一節我們看的了,RBasic結構體中的klass指針是對象指向其類的RClass的,那么用于存儲類信息的RClass的具體結構信息如下:

Ruby不僅使用了RClass,而且還另外加上了一個rb_classext_struct 結構體來共同的存儲類的信息。這其中就包括了:

  • m_tal 用于存儲類的實例方法表
  • iv_index_tbl 實例變量的名稱,實例變量的值是存放在RObject中的
  • super 指向超類的指針
  • iv_tbl 類實例變量表
  • const_tbl 常量表

我們看的了,Ruby的實例方法是在實例對象中共享的所以存儲在RClass中。那么類方法呢,是不是由RClassklass指針指向的RClass存儲的呢。答案是否定的,在Ruby存儲metaclass這個概念,在我們創建類的同時Ruby會創建兩個對象,一個是RClass 另一個是klass指針指向的 metaclass,它的同樣是用RClass結構體存儲,類方法就存放在metaclassm_tab 方法表中。

總結

在Ruby中每個對象都是類指針和實例變量數組的組合,使用RObject或是RArray這樣的結構體存儲,而Ruby類是包含方法定義,屬性名稱,超類指針和常量表的Ruby對象。

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