Ruby 的 Singleton 類(lèi)

Ruby 對(duì)象模型有一個(gè)很特殊的存在，他就是單例類(lèi)（Singleton Class），本章節(jié)中我們會(huì)對(duì)單例類(lèi)做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

1. 什么是單例類(lèi)

讓我們從一個(gè)簡(jiǎn)單的例子開(kāi)始：

實(shí)例

class Person
  def a_name
    'Andrew'
  end
end

person = Person.new
puts person.a_name
puts person.class.instance_methods.grep /name/

# ---- 輸出結(jié)果 ----
Andrew
a_name

這個(gè)是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，在類(lèi)的本質(zhì)中我們學(xué)習(xí)到了，如果要查找一個(gè)對(duì)象中的方法，要從他的類(lèi)中查找，因?yàn)榉椒ǘ际嵌x在類(lèi)中的。

類(lèi)其實(shí)也是對(duì)象，那么當(dāng)我們定義類(lèi)方法的時(shí)候，同理，方法應(yīng)該存在于Class類(lèi)中的，但是答案卻是否定的。

實(shí)例：

class Person
  def self.list
    [ 'Andrew', 'Tom', 'Alice' ]
  end
 
end

p Person.list
p Person.class.instance_methods.grep /list/

# ---- 輸出結(jié)果 ----
["Andrew", "Tom", "Alice"]
[]

那么這個(gè)類(lèi)方法到底放在了哪里呢，答案就是存在于單例類(lèi)中。

我們可以使用singleton_class來(lái)獲取一個(gè)對(duì)象的單例類(lèi)。

實(shí)例：

class Person
  def self.list
    [ 'Andrew', 'Tom', 'Alice' ]
  end
 
end

p Person.list
p Person.singleton_class.instance_methods.grep /list/

# ---- 輸出結(jié)果 ----
["Andrew", "Tom", "Alice"]
[:list]

**解釋?zhuān)?*當(dāng)我們定義self.list的時(shí)候，實(shí)際上是告訴Ruby打開(kāi)self的單例類(lèi)，并在其定義list方法。

同理可知，所有的對(duì)象他們的方法實(shí)際上都存在于單例類(lèi)之中。

實(shí)例：

class Person
  def a_name
    'Andrew'
  end
end

person = Person.new
puts person.a_name
puts person.singleton_class.instance_methods.grep /name/

# ---- 輸出結(jié)果 ----
Andrew
a_name

2. 單例類(lèi)與類(lèi)、對(duì)象之間的關(guān)系

現(xiàn)在讓我們定義一個(gè)Student類(lèi)和Person類(lèi)。

實(shí)例：

class Person
  def a_name
    'Andrew'
  end 
end

class Student < Person
end

student = Student.new
p student.a_name

# ---- 輸出結(jié)果 ----
'Andrew'

讓我們輸出它的祖先鏈：

p Student.ancestor

# ---- 輸出結(jié)果 ----
[Student, Person, Object, Kernel, BasicObject]

讓我們從頭輸出一下它祖先鏈類(lèi)的部分：

p student.class
p student.class.superclass
p student.class.superclass.superclass
p student.class.superclass.superclass.superclass

# ---- 輸出結(jié)果 ----
Student
Person
Object
BasicObject

現(xiàn)在讓我們?cè)谥虚g輸出它的每一個(gè)對(duì)象的單例類(lèi)：

p student.singleton_class
p student.class
p student.class.singleton_class
p student.class.superclass
p student.class.superclass.singleton_class
p student.class.superclass.superclass
p student.class.superclass.superclass.singleton_class
p student.class.superclass.superclass.superclass
p student.class.superclass.superclass.superclass.singleton_class

# ---- 輸出結(jié)果 ----
#<Class:#<Student:0x007f82f4170060>>
Student
#<Class:Student>
Person
#<Class:Person>
Object
#<Class:Object>
BasicObject
#<Class:BasicObject>

Tips：?jiǎn)卫?lèi)輸出前面會(huì)有一個(gè)#，比如：通常我們說(shuō)Person的單例類(lèi)是#Person。

實(shí)例對(duì)象的單例類(lèi)的超類(lèi)是實(shí)例對(duì)象的類(lèi)。

p student.class
p student.singleton_class.superclass

# ---- 輸出結(jié)果 ----
Student
Student

類(lèi)的單例類(lèi)的超類(lèi)等于類(lèi)的超類(lèi)的單例類(lèi)。

p student.class.singleton_class.superclass
p student.class.singleton_class.superclass.superclass
p student.class.singleton_class.superclass.superclass.superclass

p student.class.superclass.singleton_class
p student.class.superclass.superclass.singleton_class
p student.class.superclass.superclass.superclass.singleton_class

# ---- 輸出結(jié)果 ----
#<Class:Person>
#<Class:Object>
#<Class:BasicObject>
#<Class:Person>
#<Class:Object>
#<Class:BasicObject>

單例類(lèi)同樣也是Class類(lèi)的對(duì)象。

p student.singleton_class.class
p student.class.singleton_class.class

# ---- 輸出結(jié)果 ----
Class
Class

3. 打開(kāi)單例類(lèi)

我們可以通過(guò)class <<來(lái)打開(kāi)單例類(lèi)并且在其中定義方法。

實(shí)例：

普通實(shí)例對(duì)象：

class Person
end

person = Person.new

class << person
  def name
    'Andrew'
  end
end

puts person.name

# ---- 輸出結(jié)果 ----
Andrew

對(duì)于類(lèi)您同樣可以這么使用：

class Person
end

class << Person
  def list
    ['Andrew', 'Alice']
  end
end

p Person.list

# ---- 輸出結(jié)果 ----
["Andrew", "Alice"]

或者在類(lèi)的內(nèi)部打開(kāi)單例類(lèi)：

class Person
  class << self
    def list
      ['Andrew', 'Alice']
    end
  end
end

p Person.list

# ---- 輸出結(jié)果 ----
["Andrew", "Alice"]

4. 小結(jié)

本章節(jié)我們學(xué)習(xí)了 Ruby 中單例類(lèi)的知識(shí)，學(xué)習(xí)到了：

1. 定義對(duì)象的方法的時(shí)候（包括類(lèi)），所有的方法都是定義到了單例類(lèi)中。
2. 每一個(gè)對(duì)象都有單例類(lèi)（包括類(lèi)）。
3. 實(shí)例對(duì)象的單例類(lèi)的超類(lèi)是實(shí)例對(duì)象的類(lèi)。
4. 類(lèi)的單例類(lèi)的超類(lèi)等于類(lèi)的超類(lèi)的單例類(lèi)。
5. 單例類(lèi)同樣也是Class類(lèi)的對(duì)象。
6. 我們可以通過(guò)class <<來(lái)打開(kāi)單例類(lèi)并定義方法。