Ruby 教程

Ruby 是一种开源的面向对象程序设计的服务器端脚本语言，在 20 世纪 90 年代中期由日本的松本行弘（まつもとゆきひろ/Yukihiro Matsumoto）设计并开发。在 Ruby 社区，松本也被称为马茨（Matz）。Ruby 可运行于多种平台，如 Windows、MAC OS 和 UNIX 的各种版本。

学习本教程，您将对 Ruby 有一个全面的了解。

现在开始学习 Ruby！

谁适合阅读本教程？

本教程有助于初学者理解 Ruby 语言基础知识及基本概念。

阅读本教程前，您需要了解的知识：

在您开始练习本教程中提供的各种实例之前，最好已经对计算机程序和计算机程序设计语言有一个基本的认识，这将有助于您对本教程的学习。

编译/执行 Ruby 程序

对于大多数编程语言，第一个入门实例便是 "Hello World!"，下面的实例使用 Ruby 输出 "Hello World!"：

点击"运行实例"按钮查看在线实例运行结果。

或者是在irb交互式命令行的模式下：

>>puts "Hello, world!"
Hello, world!
=> nil

Ruby 简介

Ruby 的特性

• Ruby 是开源的，在 Web 上免费提供，但需要一个许可证。
• Ruby 是一种通用的、解释的编程语言。
• Ruby 是一种真正的面向对象编程语言。
• Ruby 是一种类似于 Python 和 Perl 的服务器端脚本语言。
• Ruby 可以用来编写通用网关接口（CGI）脚本。
• Ruby 可以被嵌入到超文本标记语言（HTML）。
• Ruby 语法简单，这使得新的开发人员能够快速轻松地学习 Ruby。
• Ruby 与 C++ 和 Perl 等许多编程语言有着类似的语法。
• Ruby 可扩展性强，用 Ruby 编写的大程序易于维护。
• Ruby 可用于开发的 Internet 和 Intranet 应用程序。
• Ruby 可以安装在 Windows 和 POSIX 环境中。
• Ruby 支持许多 GUI 工具，比如 Tcl/Tk、GTK 和 OpenGL。
• Ruby 可以很容易地连接到 DB2、MySQL、Oracle 和 Sybase。
• Ruby 有丰富的内置函数，可以直接在 Ruby 脚本中使用。

您需要的工具

为了执行本教程中讨论的实例，您需要 RAM 至少为 2GB（推荐为 4GB）的 Intel Core i3 或 i5 的计算机。您还需要以下软件：

• Linux 或 Windows 95/98/2000/NT 或 Windows 7 操作系统
• Apache 1.3.19-5 Web 服务器
• Internet Explorer 5.0 或以上的 Web 浏览器
• Ruby 1.8.5

本教程将介绍如何使用 Ruby 创建 GUI、网络和 Web 应用程序。另外还会讨论如何扩展和嵌入 Ruby 应用程序。

接下来将学习什么？

下一章将向您介绍从哪里可以获取 Ruby 及其文档。最后，它会指示您如何安装 Ruby，并配置环境为开发 Ruby 应用程序做准备。

Ruby 环境

本地环境设置

如果您想要设置 Ruby 编程语言的环境，请阅读本章节的内容。本章将向您讲解与环境设置有关的所有重要的主题。建议先学习下面几个主题，然后再进一步深入学习其他主题：

• Linux/Unix 上的 Ruby 安装：如果您想要在 Linux/Unix 上配置开发环境，那么请查看本章节的内容。

• Windows 上的 Ruby 安装：如果您想要在 Windows 上配置开发环境，那么请查看本章节的内容。

• Ruby 命令行选项：本章节列出了所有的命令行选项，您可以和 Ruby 解释器一起使用这些命令行选项。

• Ruby 环境变量：本章节列出了所有重要的环境变量列表，设置这些环境变量以便让 Ruby 解释器工作。

流行的 Ruby 编辑器

为了编写 Ruby 程序，您需要一个编辑器：

• 如果您是在 Windows 上进行编写，那么您可以使用任何简单的文本编辑器，比如 Notepad 或 Edit plus。
• VIM（Vi IMproved）是一个简单的文本编辑器，几乎在所有的 Unix 上都是可用的，现在也能在 Windows 上使用。另外，您还可以使用您喜欢的 vi 编辑器来编写 Ruby 程序。
• RubyWin 是一个针对 Windows 的 Ruby 集成开发环境（IDE）。
• Ruby Development Environment （RDE） 对于 Windows 用户来说，也是一个很好的集成开发环境（IDE）。

交互式 Ruby（IRb）

交互式 Ruby（IRb）为体验提供了一个 shell。在 IRb shell 内，您可以逐行立即查看解释结果。

这个工具会随着 Ruby 的安装自动带有，所以您不需要做其他额外的事情，IRb 即可正常工作。

只需要在命令提示符中键入 irb，一个交互式 Ruby Session 将会开始，如下所示：

$irb
irb 0.6.1(99/09/16)
irb(main):001:0> def hello
irb(main):002:1> out = "Hello World"
irb(main):003:1> puts out
irb(main):004:1> end
nil
irb(main):005:0> hello
Hello World
nil
irb(main):006:0>

这里您可以先不用关心上面命令的执行内容，我们将在后续的章节中向您讲解。

接下来将学习什么？

假设现在您已经设置好 Ruby 环境，且已经做好编写第一个 Ruby 程序的准备。下一章我们将向您讲解如何编写 Ruby 程序。

Ruby 安装 - Linux

下面列出了在 Linux 机器上安装 Ruby 的步骤。

注意：在安装之前，请确保您有 root 权限。

源码安装

• 下载最新版的 Ruby 压缩文件。请点击这里下载。
• 下载 Ruby 之后，解压到新创建的目录下：

$ tar -xvzf ruby-2.2.3.tgz    
$ cd ruby-2.2.3

• 现在，配置并编译源代码，如下所示：

$ ./configure
$ make
$ sudo make install

• 安装后，通过在命令行中输入以下命令来确保一切工作正常：

$ruby -v
ruby 2.2.3……

• 如果一切工作正常，将会输出所安装的 Ruby 解释器的版本，如上所示。如果您安装了其他版本，则会显示其他不同的版本。

自动安装 Ruby

如果您的计算机已经连接到 Internet，那么最简单安装 Ruby 的方式是使用 yum 或 apt-get。在命令提示符中输入以下的命令，即可在您的计算机上安装 Ruby。

$  sudo yum install ruby    # CentOS, Fedora, 或 RHEL 系统

或

sudo apt-get install ruby-full # Debian 或 Ubuntu 系统

如果你是苹果系统，可以使用 brew 命令安装：

$ brew install ruby

使用 RVM 安装 Ruby

RVM 能在系统中安装和管理多个 Ruby 版本。同时还能管理不同的 gem 集。支持 OS X、Linux 和其它类 UNIX 操作系统。

安装 RVM

$ gpg --keyserver hkp://keys.gnupg.net --recv-keys 409B6B1796C275462A1703113804BB82D39DC0E3 7D2BAF1CF37B13E2069D6956105BD0E739499BDB
$ curl -sSL https://get.rvm.io | bash -s stable

安装完成后，会列出一些安装信息，其中有一行要注意：

...
To start using RVM you need to run `source /etc/profile.d/rvm.sh`
....

意思是如果要开始使用需要执行一个 source 命令来重新执行刚修改的初始化文件，根据安装提示，执行以下命令载入 RVM 环境（新开 Termal 就不用这么做了，会自动重新载入的）

source /etc/profile.d/rvm.sh

检查一下是否安装正确

$ rvm -v
rvm 1.22.17 (stable) by Wayne E. Seguin <wayneeseguin@gmail.com>, Michal Papis <mpapis@gmail.com> [https://rvm.io/]

用 RVM 安装 Ruby 环境

列出已知的 ruby 版本:

$ rvm list known

可以选择现有的 rvm 版本来进行安装（下面以 rvm 2.4.2 版本的安装为例）

$ rvm install 2.4.2

同样继续等待漫长的下载，编译过程，完成以后，Ruby, Ruby Gems 就安装好了。

rvm 常用命令

查询已经安装的 ruby

$ rvm list

卸载一个已安装版本

$ rvm remove 1.9.2

设置 Ruby 版本

RVM 装好以后，需要执行下面的命令将指定版本的 Ruby 设置为系统默认版本

$ rvm 2.0.0 --default

同样，也可以用其他版本号，前提是你有用 rvm install 安装过那个版本

这个时候你可以测试是否正确

$ ruby -v
ruby 2.0.0p247 (2013-06-27 revision 41674) [x86_64-darwin13.0.0]

$ gem -v
2.1.6

这有可能是因为 Ruby 的默认源使用的是 cocoapods.org，国内访问这个网址有时候会有问题，网上的一种解决方案是将远替换成 ruby-china 的，替换方式如下：

$ gem source -r https://rubygems.org/
$ gem source -a https://gems.ruby-china.com/

要想验证是否替换成功了，可以执行：

$ gem sources -l  

正常的输出结果：

*** CURRENT SOURCES ***

https://gems.ruby-china.com/

请确保只有 gems.ruby-china.com

$ gem install rails

如果你使用 Gemfile 和 Bundle (例如：Rails 项目)

你可以用 Bundler 的 Gem 源代码镜像命令。

$ bundle config mirror.https://rubygems.org https://gems.ruby-china.com

这样你不用改你的 Gemfile 的 source。

source 'https://rubygems.org/'
gem 'rails', '4.1.0'
...　

Ruby 安装 - Windows

下面列出了在 Windows 机器上安装 Ruby 的步骤。

注意：在安装时，您可能有不同的可用版本。

• Window 系统下，我们可以使用 RubyInstaller 来安装 Ruby 环境，下载地址为：请点击这里下载。
• 下载 rubyinstaller 之后，解压到新创建的目录下：
• 双击 rubyinstaller-2.2.3.exe 文件，启动 Ruby 安装向导。
• 点击 Next，继续向导，记得勾选 Add Ruby executables to your PATH，直到 Ruby 安装程序完成 Ruby 安装为止。

如果您的安装没有适当地配置环境变量，接下来您可能需要进行环境变量的配置。

• 如果您使用的是 Windows 9x，那么请在您的 c:\autoexec.bat 中添加：set PATH="D:\(ruby 安装目录)\bin;%PATH%"
• Windows NT/2000 用户需要修改注册表。
  • 点击控制面板|系统性能|环境变量。
  • 在系统变量下，选择 Path，并点击 EDIT。
  • 在变量值列表的末尾添加 Ruby 目录，并点击 OK。
  • 在系统变量下，选择 PATHEXT，并点击 EDIT。
  • 添加 .RB 和 .RBW 到变量值列表中，并点击 OK。

• 安装后，通过在命令行中输入以下命令来确保一切工作正常：

$ ruby -v
ruby 2.2.3

• 如果一切工作正常，将会输出所安装的 Ruby 解释器的版本，如上所示。如果您安装了其他版本，则会显示其他不同的版本。

Ruby 中文编码

前面章节中我们已经学会了如何用 Ruby 输出 "Hello, World!"，英文没有问题，但是如果你输出中文字符"你好，世界"就有可能会碰到中文编码问题。

Ruby 文件中如果未指定编码，在执行过程会出现报错：

#!/usr/bin/ruby -w

puts "你好，世界！";

以上程序执行输出结果为：

invalid multibyte char (US-ASCII) 

以上出错信息显示了 Ruby 使用用 ASCII 编码来读源码，中文会出现乱码，解决方法为只要在文件开头加入 # -*- coding: UTF-8 -*-（EMAC写法） 或者 #coding=utf-8 就行了。

输出结果为：

你好，世界！

所以如果大家再学习过程中，源代码文件中，若包含中文编码，则需要注意两点：

• 1. 必须在首行添加 # -*- coding: UTF-8 -*-,告诉解释器使用utf-8来解析源码。
• 2. 必须设置编辑器保存文件的编码为utf-8。

Ruby 命令行选项

Ruby 一般是从命令行运行，方式如下：

$ ruby [ options ] [.] [ programfile ] [ arguments ... ]

解释器可以通过下列选项被调用，来控制解释器的环境和行为。

单字符的命令行选项可以组合使用。下面两行表达了同样的意思：

$ ruby -ne 'print if /Ruby/' /usr/share/bin


$ ruby -n -e 'print if /Ruby/' /usr/share/bin

Ruby 环境变量

Ruby 解释器使用下列环境变量来控制它的行为。ENV 对象包含了所有当前设置的环境变量列表。

对于 Unix，使用 env 命令来查看所有环境变量的列表。

HOSTNAME=ip-72-167-112-17.ip.secureserver.net
RUBYPATH=/usr/bin
SHELL=/bin/bash
TERM=xterm
HISTSIZE=1000
SSH_CLIENT=122.169.131.179 1742 22
SSH_TTY=/dev/pts/1
USER=amrood
JRE_HOME=/usr/java/jdk/jre
J2RE_HOME=/usr/java/jdk/jre
PATH=/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/home/guest/bin
MAIL=/var/spool/mail/guest
PWD=/home/amrood
INPUTRC=/etc/inputrc
JAVA_HOME=/usr/java/jdk
LANG=C
HOME=/root
SHLVL=2
JDK_HOME=/usr/java/jdk
LOGDIR=/usr/log/ruby
LOGNAME=amrood
SSH_CONNECTION=122.169.131.179 1742 72.167.112.17 22
LESSOPEN=|/usr/bin/lesspipe.sh %s
RUBYLIB=/usr/lib/ruby
G_BROKEN_FILENAMES=1
_=/bin/env

Ruby 语法

让我们编写一个简单的 Ruby 程序。所有的 Ruby 文件扩展名都是 .rb。所以，把下面的源代码放在 test.rb 文件中。

在这里，假设您的 /usr/bin 目录下已经有可用的 Ruby 解释器。现在，尝试运行这个程序，如下所示：

$ ruby test.rb

这将会产生下面的结果：

Hello, Ruby!

您已经看到了一个简单的 Ruby 程序，现在让我们看看一些 Ruby 语法相关的基本概念：

Ruby 程序中的空白

在 Ruby 代码中的空白字符，如空格和制表符一般会被忽略，除非当它们出现在字符串中时才不会被忽略。然而，有时候它们用于解释模棱两可的语句。当启用 -w 选项时，这种解释会产生警告。

实例：

a + b 被解释为 a+b （这是一个局部变量）
a  +b 被解释为 a(+b) （这是一个方法调用）

Ruby 程序中的行尾

Ruby 把分号和换行符解释为语句的结尾。但是，如果 Ruby 在行尾遇到运算符，比如 +、- 或反斜杠，它们表示一个语句的延续。

Ruby 标识符

标识符是变量、常量和方法的名称。Ruby 标识符是大小写敏感的。这意味着 Ram 和 RAM 在 Ruby 中是两个不同的标识符。

Ruby 标识符的名称可以包含字母、数字和下划线字符（ _ ）。

保留字

下表列出了 Ruby 中的保留字。这些保留字不能作为常量或变量的名称。但是，它们可以作为方法名。

Ruby 中的 Here Document

"Here Document" 是指建立多行字符串。在 << 之后，您可以指定一个字符串或标识符来终止字符串，且当前行之后直到终止符为止的所有行是字符串的值。

如果终止符用引号括起，引号的类型决定了面向行的字符串类型。请注意<< 和终止符之间必须没有空格。

下面是不同的实例：

这将产生以下结果：

这是第一种方式创建here document 。
多行字符串。
这是第二种方式创建here document 。
多行字符串。
hi there
lo there
I said foo.
I said bar.

Ruby BEGIN 语句

语法

BEGIN {
   code
}

声明 code 会在程序运行之前被调用。

实例

这将产生以下结果：

初始化 Ruby 程序
这是主 Ruby 程序

Ruby END 语句

语法

END {
   code
}

声明 code 会在程序的结尾被调用。

这将产生以下结果：

初始化 Ruby 程序
这是主 Ruby 程序
停止 Ruby 程序

Ruby 注释

注释会对 Ruby 解释器隐藏一行，或者一行的一部分，或者若干行。您可以在行首使用字符（ # ）：

或者，注释可以跟着语句或表达式的同一行的后面：

您可以注释多行，如下所示：

下面是另一种形式。这种块注释会对解释器隐藏 =begin/=end 之间的行：

Ruby 数据类型

本章节我们将为大家介绍 Ruby 的基本数据类型。

Ruby支持的数据类型包括基本的Number、String、Ranges、Symbols，以及true、false和nil这几个特殊值，同时还有两种重要的数据结构——Array和Hash。

数值类型(Number)

1、整型(Integer)

整型分两种，如果在31位以内（四字节），那为Fixnum实例。如果超过，即为Bignum实例。

整数范围从 -2³⁰ 到 2³⁰-1，在这个范围内的整数是类 Fixnum 的对象， 当整数值大于或等于2的30次方时（ -2⁶² 到 2⁶²-1），会自动转化为 Bignum 类型。

您可以在整数前使用一个可选的前导符号，一个可选的基础指标（0 对应 octal，0x 对应 hex，0b 对应 binary），后跟一串数字。下划线字符在数字字符串中被忽略。

您可以获取一个 ASCII 字符或一个用问号标记的转义序列的整数值。

浮点型

Ruby 支持浮点数。它们是带有小数的数字。浮点数是类 Float 的对象，且可以是下列中任意一个。

实例

算术操作

加减乘除操作符：+-*/；指数操作符为**

指数不必是整数，例如

字符串类型

Ruby 字符串简单地说是一个 8 位字节序列，它们是类 String 的对象。

双引号标记的字符串允许替换和使用反斜线符号，单引号标记的字符串不允许替换，且只允许使用 \\ 和 \' 两个反斜线符号。

这将产生以下结果：

escape using "\"
That's right

您可以使用序列 #{ expr } 替换任意 Ruby 表达式的值为一个字符串。在这里，expr 可以是任意的 Ruby 表达式。

这将产生以下结果：

相乘 : 86400

输出结果为：

Ruby
Ruby,ok

反斜线符号

下表列出了 Ruby 支持的反斜线符号：

如需了解更多有关 Ruby 字符串的细节，请查看 Ruby 字符串（String）。

数组

数组字面量通过[]中以逗号分隔定义，且支持range定义。

• （1）数组通过[]索引访问
• （2）通过赋值操作插入、删除、替换元素
• （3）通过+，－号进行合并和删除元素，且集合做为新集合出现
• （4）通过<<号向原数据追加元素
• （5）通过*号重复数组元素
• （6）通过｜和&符号做并集和交集操作（注意顺序）

这将产生以下结果：

fred
10
3.14
This is a string
last element

如需了解更多有关 Ruby 数组的细节，请查看 Ruby 数组（Array）。

哈希类型

Ruby 哈希是在大括号内放置一系列键/值对，键和值之间使用逗号和序列 => 分隔。尾部的逗号会被忽略。

实例

这将产生以下结果：

red is 3840
green is 240
blue is 15

如需了解更多有关 Ruby 哈希的细节，请查看 Ruby 哈希（Hash）。

范围类型

一个范围表示一个区间。

使用 .. 构造的范围从开始值运行到结束值（包含结束值）。使用 ... 构造的范围从开始值运行到结束值（不包含结束值）。当作为一个迭代器使用时，范围会返回序列中的每个值。

范围 (1..5) 意味着它包含值 1, 2, 3, 4, 5，范围 (1...5) 意味着它包含值 1, 2, 3, 4 。

这将产生以下结果：

10 11 12 13 14 15

如需了解更多有关 Ruby 范围的细节，请查看 Ruby 范围（Range）。

Ruby 类和对象

Ruby 是一种完美的面向对象编程语言。面向对象编程语言的特性包括：

• 数据封装
• 数据抽象
• 多态性
• 继承

这些特性将在 面向对象的 Ruby 中进行讨论。

一个面向对象的程序，涉及到的类和对象。类是个别对象创建的蓝图。在面向对象的术语中，您的自行车是自行车类的一个实例。

以车辆为例，它包括车轮（wheels）、马力（horsepower）、燃油或燃气罐容量（fuel or gas tank capacity）。这些属性形成了车辆（Vehicle）类的数据成员。借助这些属性您能把一个车辆从其他车辆中区分出来。

车辆也能包含特定的函数，比如暂停（halting）、驾驶（driving）、超速（speeding）。这些函数形成了车辆（Vehicle）类的数据成员。因此，您可以定义类为属性和函数的组合。

类 Vehicle 的定义如下：

通过给这些数据成员分配不同的值，您可以创建类 Vehicle 的不同实例。例如，一架飞机有三个轮子，马力 1,000，燃油罐容量为 100 升。以同样的方式，一辆汽车有四个轮子，马力 200，煤气罐容量为 25 升。

在 Ruby 中定义类

为了使用 Ruby 实现面向对象编程，您需要先学习如何在 Ruby 中创建对象和类。

在 Ruby 中，类总是以关键字 class 开始，后跟类的名称。类名的首字母应该大写。类 Customer 如下所示：

您可以使用关键字 end 终止一个类。类 中的所有数据成员都是介于类定义和 end 关键字之间。

Ruby 类中的变量

Ruby 提供了四种类型的变量：

• 局部变量：局部变量是在方法中定义的变量。局部变量在方法外是不可用的。在后续的章节中，您将看到有关方法的更多细节。局部变量以小写字母或 _ 开始。
• 实例变量：实例变量可以跨任何特定的实例或对象中的方法使用。这意味着，实例变量可以从对象到对象的改变。实例变量在变量名之前放置符号（@）。
• 类变量：类变量可以跨不同的对象使用。类变量属于类，且是类的一个属性。类变量在变量名之前放置符号（@@）。
• 全局变量：类变量不能跨类使用。如果您想要有一个可以跨类使用的变量，您需要定义全局变量。全局变量总是以美元符号（$）开始。

实例

使用类变量 @@no_of_customers，您可以判断被创建的对象数量，这样可以确定客户数量。

在 Ruby 中使用 new 方法创建对象

对象是类的实例。现在您将学习如何在 Ruby 中创建类的对象。在 Ruby 中，您可以使用类的方法 new 创建对象。

方法 new 是一种独特的方法，在 Ruby 库中预定义。new 方法属于类方法。

下面的实例创建了类 Customer 的两个对象 cust1 和 cust2：

在这里，cust1 和 cust2 是两个对象的名称。对象名称后跟着等号（=），等号后跟着类名，然后是点运算符和关键字 new。

自定义方法来创建 Ruby 对象

您可以给方法 new 传递参数，这些参数可用于初始化类变量。

当您想要声明带参数的 new 方法时，您需要在创建类的同时声明方法 initialize。

initialize 方法是一种特殊类型的方法，将在调用带参数的类的 new 方法时执行。

下面的实例创建了 initialize 方法：

在本实例中，您可以声明带有 id、name、addr 作为局部变量的 initialize方法。在这里，def 和 end 用于定义 Ruby 方法 initialize。在后续的章节中，您将学习有关方法的更多细节。

在 initialize 方法中，把这些局部变量的值传给实例变量 @cust_id、@cust_name 和 @cust_addr。在这里，局部变量的值是随着 new 方法进行传递的。

现在，您可以创建对象，如下所示：

Ruby 类中的成员函数

在 Ruby 中，函数被称为方法。类中的每个方法是以关键字 def 开始，后跟方法名。

方法名总是以小写字母开头。在 Ruby 中，您可以使用关键字 end 来结束一个方法。

下面的实例定义了一个 Ruby 方法：

在这里，statement 1 和 statement 2 是类 Sample 内的方法 function 的主体的组成部分。这些语句可以是任何有效的 Ruby 语句。例如，我们可以使用方法 puts 来输出 Hello Ruby，如下所示：

下面的实例将创建类 Sample 的一个对象，并调用 hello 方法：

这将会产生下面的结果：

Hello Ruby!

简单的案例研究

如果您想要做更多有关类和对象的练习，这里有一个案例研究：

Ruby 类案例

Ruby 类案例

下面将创建一个名为 Customer 的 Ruby 类，声明两个方法：

• display_details：该方法用于显示客户的详细信息。
• total_no_of_customers：该方法用于显示在系统中创建的客户总数量。