クラスとインスタンス

今回からクラスとインスタンスを定義、生成する方法を説明します

クラス定義とインスタンスの生成

はじめはごく簡単な例から始めます。 クラスはclassキーワードを使って定義します。 また、クラス名には定数(最初の文字が大文字)を使います。

class Sample
end

a = Sample.new
b = Sample.new
p a.class
p a.class.ancestors
p a.object_id
p b.object_id
  • class〜endはSampleという名前のクラスを定義している。 このクラスは何も中身がない、最も簡単なクラス。 もちろん、普通は様々な定義をクラスの中に書く。
  • クラスにはnewメソッドがあらかじめ定義されている。 newメソッドはそのクラスのインスタンスを生成する。 通常はひとつのクラスから(newを使うたびに)複数のインスタンスを生成できる。
  • classメソッドをインスタンスに対して実行すると、そのインスタンスのクラスを返す。 pはデバッグ用のコマンドで、引数を画面に表示し改行も加える。
  • ancestorsはクラスの親クラス、そのまた親クラスとたどっていき、それらの配列を返す。 このときクラスだけでなくモジュールも配列の要素に加える。 クラスには親子関係がある、ということを覚えておいてください。 詳しくは次回以降の記事で説明します
  • object_idメソッドはオブジェクト(インスタンス)に割り振られた番号(ID)を返す。 異なるオブジェクトには異なるIDが与えられる

実行すると次のように表示されます。

Sample
[Sample, Object, Kernel, BasicObject]
60
80

これから、Sampleクラスは、Objectクラス、Kernelモジュール、BasicObjectクラスをこの順に親(祖先)に持つことがわかります。 また、aとbは両方ともSampleクラスのインスタンス(オブジェクト)ですが、IDが異なり、違うインスタンスであることがわかります。

ここでは(1)classキーワードでクラスを定義できる(2)newメソッドでインスタンスを生成できる、という2点を理解してください。

インスタンス変数

インスタンス変数には、@が変数名の先頭についています。 インスタンス変数はそのインスタンスが保持している変数です。

インスタンス変数は「クラス定義の中のメソッド定義(インスタンスメソッド定義)の中」で定義・参照できます。

class Sample2
  def inc
    @c = 0 unless @c
    @c += 1
  end
  def dec
    @c = 0 unless @c
    @c -= 1
  end
end

a = Sample2.new
p a.inc
p a.inc
p a.inc
p a.dec
p a.dec
p a.dec

クラス定義の中のdef〜endはインスタンスメソッドの定義です。 この例ではincdecいう名前のメソッドを定義しています。 メソッドはこのクラスから生成したインスタンスにドット記法で記述し実行します(例えばa.inc、a.decなど)。

  • unlessはifの逆で、条件がfalseまたはnilのときに実行する
  • インスタンス変数は、何も代入していない段階で参照されるとnilを返す。 incメソッドがはじめて呼ばれたときには@cはnilなので@c=0が実行される
  • @c += 1@c = @c + 1と同じである。 つまり@cがひとつ増える。
  • aはSample2クラスから生成したインスタンス
  • a.incが呼ばれるたびに@cが1ずつ増える。
  • a.decが呼ばれるたびに@cが1ずつ減る

プログラムを実行すると

1
2
3
2
1
0

と表示されます。 @cはインスタンスaに属しているので、他のSample2のインスタンスでincメソッドやdecメソッドを呼んでも、aの@cには関係ありません。

(注意)インスタンス変数をdef〜endの外で記述すると、それは「クラスSample2自身のインスタンス変数」になり、「クラスから生成されたインスタンスのインスタンス変数」にはなりません。 ですから、def〜endの中で記述するようにしてください。

initialize メソッド

initializeメソッドは特別なメソッドです。 このメソッドはインスタンスが生成される時に自動的に呼ばれ、様々な初期化をするのに用いられます。 このようなメソッドは「コンストラクタ」と呼ばれます。

class Sample2
  def initialize
    @c = 0
  end
  def inc
    @c += 1
  end
  def dec
    @c -= 1
  end
end

@cの初期化がinitializeメソッドの中で行われ、それぞれのメソッドの役割がより明確になりました。

なお、newメソッドに引数を渡して値を初期化することもできます。 引数はinitializeメソッドに引数として渡されます。

class Sample2
  def initialize(c=0)
    @c = c
  end
  def inc
    @c += 1
  end
  def dec
    @c -= 1
  end
end

a = Sample2.new(10)
p a.inc
p a.inc
p a.inc
p a.dec
p a.dec
p a.dec

initializeメソッドにcというパラメータが設けられました。 =0はデフォルト値といい、メソッドが引数なしで呼ばれた時にデフォルト値が使われます。

a = Sample2.new

このように引数なしでインスタンスが生成されれば、@cはデフォルト値の0に初期化されます。 さきほどの引数付きのnewメソッドの例を実行すると、次のように表示されます。

11
12
13
12
11
10

@cが10に初期化されていたことが分かります。

オブジェクトの例

クラスとインスタンスの全体をまとめて広い意味でオブジェクトということもあります。 小見出しの「オブジェクトの例」はそういう意味で、「クラスの例」と同じです。 何でもオブジェクトにできるのですが、意味のないものを作っても役には立ちません。 さきほどのSampleやSample2は役立たない例ですね。

もう少し役に立ちそうなものを考えてみましょう。 ここではリストを考えてみようと思います。 リストはノードからなる構造で、各ノードには次のノードへのポインタがあります。

リスト
ノード1 => ノード2 => ノード3 => ノード4
例えば、
"dog" => "cat" => "sheep" => "elephant" => "lion"

リストはデータを保有し、その順番を保持します。

  • リストの途中に要素を追加したり削除したりするのが簡単にできる(前後のポインタの付け替えだけですむ)
  • 検索は頭からやらなければならないので、大きなリストでは時間がかかり不適当
  • 最初の要素はすぐに取り出せるが、最後の要素はリストを辿らなければならないので取り出しに時間がかかる

このことから保存すべきデータ数が多いときはリスト以外の構造を考えるべきです。 しかし、データ数が少ないときには便利なこともあります。 ノードをクラスで定義してみましょう。

class Node
  def initialize(d=nil)
    @d = d
    @nxt = nil
  end
  def data
    @d
  end
  def data=(d)
    @d=d
  end
  def nxt
    @nxt
  end
  def nxt=(n)
    @nxt = n
  end
  def insert(n)
    n.nxt = @nxt
    @nxt = n
  end
  def remove
    @nxt = @nxt.nxt
  end
end
  • @dはそのノードが持つデータを指す変数
  • @nxtは次のノードを指す変数。 本当は@nextとしたいところですが、nextがRubyの予約語なのでやめておきました。
  • これらのインスタンス変数は、生成されたノード・インスタンス固有のもの
  • dataメソッドは保持しているデータを返す
  • data=メソッドはデータをセットする
  • nxtメソッドは次のノードを返す
  • nxt=メソッドは次のノードをセットする
  • insertメソッドは次のノードとの間に新たなノードを挿入する
  • removeメソッドは次のノードを削除する

メソッド名にアルファベットや数字だけでなく=が使えるのがRubyの特長です。 data=やnxt=は代入のメソッドですが、=がいかにも代入メソッドという感じを出しています。 それに加え、糖衣構文でn.data = "dog"と書くとn.data=("dog)と直して実行します。 いよいよ代入らしい感じが出てきます。

insertとremoveはリンクの繋ぎ変えのために、ノード自身ではなく、次のノードに対して実行します。

それでは、”dog”と”cat”をリストに繋げてみましょう。

start = Node.new
dog = Node.new("dog")
start.insert(dog)
cat = Node.new("cat")
dog.insert(cat)

n = start
while n.nxt
  print n.nxt.data, "\n"
  n = n.nxt
end

変数のdog、catと文字列の”dog”、”cat”は別物なので気をつけてください。

while文は、条件が真(falseでもnilでもない)の間while〜endを繰り返すループです。 while文が上手く機能するように、リストの最初のノード(start)にはデータを入れず、次から入れるようにします。 そして、while文ではノードn自身ではなく、次のノードn.nxtがあるかどうか(nilで判断)、n.nxtのデータをとってくるなど、nの次のデータに対してアクションをすることが秘訣です。 実行すると

dog
cat

と表示され、たしかにリストに”dog”と”cat”が繋げられていました。

今回はここまでにして、次回に更にクラス定義を深めていきたいと思います。

ラインエディタ

最後におまけとして簡単なラインエディタを紹介します。 (ここは読まなくても良いと思いますーーーおまけです)。

ラインエディタのために、Rubyのreadlineライブラリを使います。 これはGNU Readline によるコマンドライン入力インタフェースを提供するライブラリです。

require 'readline'

Start = Node.new
@cur = 0
def get_node(i)
  n = Start
  i.times{n = n.nxt ? n.nxt : n}
  n
end
def all_data
  s = ""
  n = Start
  while n.nxt
    s << n.nxt.data
    n = n.nxt
  end
  s
end
while buf = Readline.readline("> ", false)
  c = buf[0]
  s = buf.slice(2,1000)
  case c
  when "q"
    break
  when "r"
    a = File.readlines(s)
    Start.nxt = nil
    n = Start
    a.each do |s|
      s = s + "\n" unless s[-1] == "\n"
      n.nxt = Node.new(s)
      n = n.nxt
    end
  when "s"
    File.write(s, all_data)
  when "l"
    n = get_node(@cur)
    i = 1
    while n.nxt
      print "#{@cur+i} #{n.nxt.data}"
      n = n.nxt
      i += 1
    end
  when "a"
    a = Node.new("#{s}\n")
    n = get_node(@cur)
    n.insert(a)
    @cur += 1
  when "r"
    n = get_node(@cur)
    n.remove
  when "m"
    @cur = s.to_i
  end
end

Startは大文字から始まっています。 大文字から始まるのは定数です。 定数は書き換えができないので、常に最初に代入したオブジェクトを保持します。

  • 定数はメソッド内では定義できない
  • 定数はクラス定義の中のどこからも(メソッド定義内からも)参照できる
  • クラス定義の外で定義された定数はどこからも参照できる

3項演算子 a ? b : cはaが真ならbを、偽ならcを値として返します。 文字列のsliceメソッドは、slice(a, b)で文字列のa番目からb文字を返します。 bが大きすぎれば、文字列の最後までを返します。 case文は、caseの次の式の値とwhenの次の式の値が同じものを上から順に探し、実行します。 Cのswitch文とは違い、どれか一つのwhen節のみを実行します。

動かすには、ノード・クラスの定義の部分とエディタの部分の両方が必要です。

エディタの入力は、最初の1文字がコマンド、次の1文字は無視し、3文字目以下がコマンドの引数になります。

  • q: エディタを終了する
  • r ファイル名: ファイルを読み込む。 読み込み前にあったデータはクリアされる
  • s ファイル名: ファイルに書き込む
  • l: 現在行以下を表示する
  • a 文字列:文字列を現在行の次に挿入する
  • d: 現在行の次の行を削除する
  • m 行: 現在行を引数の行に移動する。行は0から最終行の間の整数

2023

単項マイナスと構文解析

1 minute read

単項マイナスとは 単項マイナスと括弧 括弧なし単項マイナスを許容する場合のBNF calcの場合

Raccライブラリと構文解析

3 minute read

パーサ・ジェネレータとは 少し複雑な文法 四則(加減乗除)計算のBNF Racc で実装 クラス定義、BNFの記述部分 ヘッダー、インナー、フッター コンパイルと実行 演算子の優先順位と結合における左右の優先順位 まとめ

StrScanライブラリと字句解析

less than 1 minute read

StrScanライブラリのドキュメント 字句解析とは StrScanライブラリ StrScanライブラリを使った字句解析 実例

Gem

1 minute read

lbtというgemを作って公開してみた lbtはどんなgemか ファイルの配置 lbt.gemspec Rakefile gemのビルド RubyGems.orgへのアップロード 補足・・rake/gempackagetaskサブライブラリについて

Encoding

1 minute read

文字列のエンコーディングに頭を悩ませることはほとんどなくなりました。 なぜなら、どのアプリ、システムもUTF-8を使うようになったからです。 Rubyでもエンコーディングの問題が起こることはまず無いでしょう。 ですが、今回はエンコーディングの考え方を整理してみたいと思います。

Thread

less than 1 minute read

Fiberを書いたときから、次はスレッドを書こうと思っていましたが、時間がかかってしまいました。 その理由は、期待したとおりのスレッドの効果がなかったためです。 今回はそのことを書きますが、これはRubyのスレッドの抱えている問題なのか、自分のやり方が悪いのかははっきりしていません。

Fiber

1 minute read

Fiberは「ノンプリエンプティブな軽量スレッド」とRubyのマニュアルに記載されています。

RDoc

less than 1 minute read

今回はRubyプログラムから自動的にドキュメントを作成するRDocについて書きたいと思います。 私はこのことについて、エキスパートではありません。 この記事も、初心者の体験談だと考えてください。

Back to Top ↑

2022

Ruby/GTK4

5 minute read

Ruby/Gtkの記事を先日書いたときに、「これはかなり使える」という手応えを感じたので、WordBook(Railsで作った単語帳プログラム)のGTK 4版を作りました。 プログラムは「徒然なるままにRuby」のGitHubレポジトリに置いてあります。 レポジトリをダウンロードし、ディレクトリ_example/...

Shoes – Rubyとグラフィック

5 minute read

Rubyはグラフィックについて弱い印象があります。 しかし、グラフィックはデバイスに関することなので、言語そのものには直接の関係はないはずで、あるとすればライブラリです。 今後グラフィック関係のgemが開発されることに期待しましょう。

Rails7 テスト

5 minute read

前回作ったWordbook(リソースフル)のテストを書いてみます。 RailsのテストはminitestをRails用に拡張したものです。

Rails7 モデルとデータベース

2 minute read

今回はRailsにおけるデータの作成と保存、そして変更について説明します。 そのベースになるモデルとデータベースの話から始め、appendとchangeの動作について詳しく説明します。

Rails7とBootstrap

2 minute read

一般に、HTMLは文書の構造を表し、CSSはその体裁(見栄え)を表します。 Railsは最終的にCSSを含むHTML文書を出力するので、この2つについての理解が必須です。 この記事ではとくにCSSの人気ライブラリであるBootstrapを紹介します。 BootstrapはJavascriptも含んでいます。

Rails7のインストール

2 minute read

Rubyの最も人気のあるアプリケーションであるRuby on Railsを取り上げようと思い、書き始めました。 予想してはいましたが、相当な分量になってしまいました。 そのため、何回かに分けて記事にすることにします。 また、対象となる読者のレベルをどうしようかと考えましたが、「徒然Ruby」が基礎的な内容から始ま...

GemとBundler

1 minute read

Rubyのライブラリ管理システムのRubygemsとコマンドgemおよびbundlerについて説明します。

minitest(3)モックの詳細

2 minute read

minitestについて連続して2回書いてきました。 「minitestはドキュメントが少ない」という人がいますが、私も同感です。 例えば、モックとスタブの説明も少ないです。 そこで、今回はmock.rbのソースコードを参考に、モックの私的ドキュメントを書いてみました。 あくまで私個人の考えであり、minites...

minitest(1)テストとは

2 minute read

アプリ作成の記事でminitestを使いました。 今回はminitestについて、また一般にテストについて、私の考えを書こうと思います。

public、private、protected

2 minute read

今回はメソッドの呼び出し制限ついて説明します。 呼び出し制限にはpublic、private、protectedの3つがあります。

アプリ制作、インストール、テスト

1 minute read

2023/10/29 追記:この記事は新しく書き直しました。 古い記事で使っていたGitHubのCalcが大幅にアップデートされたためです。 そこで、この記事に合うようなプログラムsimple_calcを新たに作りました。 このプログラムは本レポジトリの_example/simple_calcにあります。

case文

2 minute read

if〜elsif〜・・・〜else〜endは皆さん良く使うでしょうか? これは場合分けで良く使われる方法です。 これと同様の制御構造にcase文があります。 Cのswitch文に似ていますが、より強力な機能を持っています。 if-else-endよりも高い能力があるといえます。

Lambda

1 minute read

Procオブジェクトを生成するメソッドlambdaについて説明します。

Proc オブジェクト

2 minute read

今回はブロックを一般化したオブジェクトProcを説明します。

モジュール

less than 1 minute read

モジュールには名前空間とミックスイン(Mix-in)の2つの機能があります。 ここではミックスインについて説明します。

Kernelモジュール

less than 1 minute read

Kernelモジュールのメソッドはどこでも使うことができます。 そのメソッドの中には便利で有用なものが多いです。

便利なメソッド

1 minute read

ここでは私が便利だと思ったメソッドを紹介します。

文字列と正規表現

3 minute read

文字列は最も使うオブジェクトのひとつです。 特にウェブ・アプリケーションでは、コンテンツだけでなくHTMLのタグやCSSを含めすべてが文字列です。 Rubyは文字列オブジェクトのメソッドが充実しており、またパターンマッチのための正規表現も充実しています。

配列

2 minute read

配列は、どのプログラミング言語にもあると思います。 複数の要素を一括して扱うことができるのが配列です。 Rubyの配列はメソッドが充実しているので、プログラムを効率的、機能的に書くのに役立ちます。

トップレベルのメソッド

1 minute read

今回はメソッド定義です。 メソッド定義はRubyの核心ですが、今回はトップレベルに限って説明します。 この限定によって、内容はかなり易しくなっています。

ブロックとイテレータ

less than 1 minute read

ブロックはRubyの特長です。 ブロックのおかげで記述が非常にすっきりと分かりやすくなります。 今回はブロックをイテレータの本体として使う方法を説明します。

整数

less than 1 minute read

ここではRubyの最も基本的なオブジェクトである整数について説明します。

Hello world

less than 1 minute read

「徒然なるままに」をネットで調べてみると、「することもなく、手持無沙汰なのにまかせてという意味」とありました。 まさに、自分の現状を言い当てた言葉。 しかも、ブログに書くネタもなかなか思いつかない日々。

Back to Top ↑