Текст книги "Программирование на языке Ruby"

Автор книги: Хэл Фултон

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 56 страниц) [доступный отрывок для чтения: 20 страниц]

Программирование на языке Ruby.
Идеология языка, теория и практика применения

Предисловие

Предисловие ко второму изданию

В древнем Китае люди, в особенности философы, полагали, что под внешней оболочкой мира и любого существа скрыто нечто, чего нельзя ни объяснить, ни описать словами. Это нечто китайцы называли Дао, а японцы – До. На русский язык это слово можно перевести как Путь. Слово «до» входит в такие названия, как дзюдо, кендо, карате-до и айкидо. Это не просто боевые искусства, а целая философия и взгляд на жизнь.

Так и в языке программирования Ruby есть свои философия и способ мышления. Этот язык заставляет думать по-новому. Он помогает программистам получать удовольствие от своей работы. И не потому, что Ruby был создан в Японии, а потому, что программирование стало важной частью существования – по крайней мере, для некоторых людей, жизнь которых Ruby призван улучшить.

Как всегда, описать, что такое Дао, трудно. Я чувствую это, но не могу подыскать нужных слов даже на японском, моем родном языке. А вот один смельчак по имени Хэл Фултон попытался, и его первая попытка (первое издание этой книги) оказалась довольно удачной. Попытка номер два увенчалась еще лучшим результатом, чему немало способствовала помощь многих людей из сообщества пользователей Ruby. По мере того как Ruby набирает популярность (отчасти благодаря продукту Ruby on Rails), все важнее становится овладение секретами мастерства производительного программирования на этом языке. Надеюсь, что книга, которую вы держите в руках, поможет вам в решении этой задачи.

Удачной работы!

Юкихиро «Мац» Мацумото

Август 2006 года, Япония

Предисловие к первому изданию

Вскоре после того как я впервые познакомился с компьютерами в начале 1980-х годов, меня заинтересовали языки программирования. С тех пор я буквально помешался на этой теме. Думаю, причина такого интереса в том, что языки программирования – это способ выражения мыслей. Они по сути своей предназначены для человека.

Но вопреки этому факту языки программирования почему-то всегда оказывались в большей степени машинно-ориентированными. Многие из них спроектированы с учетом удобства для компьютеров.

По мере того как компьютеры становятся мощнее и дешевле, ситуация постепенно меняется. Возьмем, к примеру, структурное программирование. Машине все равно, насколько хорошо структурирована программа: она просто исполняет ее команда за командой. Идеи структурного программирования обращены к людям, а не к машинам. То же относится и к объектно-ориентированному программированию.

Пришло время проектировать языки, удобные для людей!

В 1993 году я разговаривал со своим коллегой о сценарных языках, их выразительности и перспективах. Я считал, что программирование пойдет именно по этому пути и будет ориентироваться на человека. Но меня не вполне устраивали существующие языки, такие как Perl и Python. Я хотел видеть язык более мощный, чем Perl, и более объектно-ориентированный, чем Python. Найти идеальный вариант мне не удалось, поэтому остался один выход: изобрести свой собственный.

Ruby – не самый простой язык, но ведь и человеческая душа не проста. Ей равно нравятся простота и сложность. Она не приемлет ни слишком примитивных, ни чересчур заумных вещей. Она ищет равновесия.

Поэтому при проектировании ориентированного на человека языка – Ruby – я следовал принципу наименьшего удивления. Иными словами, работа шла под девизом: хорошо то, что не кажется мне странным. Вот почему я чувствую себя в своей родной стихии и испытываю радость, когда программирую на Ruby. А с момента выхода в свет первой версии в 1995 году многие программисты во всем мире разделили со мной эту радость.

Как всегда, хочу выразить величайшую благодарность всем членам сообщества, сложившегося вокруг Ruby. Они – причина его успеха.

Также я благодарен автору этой книги, Хэлу Фултону, за то, что он показал другим Путь Ruby. В книге объясняется философия, стоящая за языком Ruby. Это квинтэссенция моих мыслей и ощущений членов сообщества. Интересно, как Хэлу удалось прочитать мои мысли и раскрыть секрет Пути Ruby!.. Я никогда не встречался с ним лично, надеюсь, что скоро это все-таки произойдет.

В заключение хочу выразить надежду, что эта книга и сам язык Ruby помогут вам получить удовольствие и радость от программирования.

Юкихиро «Мац» Мацумото

Сентябрь 2001, Япония

Благодарности

Благодарности за второе издание

Здравый смысл подсказывает, что второе издание требует в два раза меньше работы, чем первое. Но здравый смысл ошибается.

Хотя значительная часть текста книги перекочевала прямиком из первого издания, даже эту часть пришлось сильно править. К каждому предложению приходилось ставить вопрос: «Сохранилось ли в 2006 году то, что было верно в 2001-м?» И это только начало!

Короче говоря, я потратил много сотен часов на подготовку второго издания – примерно столько же, сколько ушло на первое. И тем не менее я «всего лишь автор».

Книга появляется на свет в результате усилий многих людей. Если говорить об издательстве, то я благодарен Дебре Вильямс Коули (Debra Williams Cauley), Соньлин Киу (Songlin Qiu) и Менди Фрэнк (Mandie Frank) за тяжелый труд и бесконечное терпение. Спасибо Джениль Бриз (Geneil Breeze) за неутомимое вычитывание и выпалывание сорняков из моего английского. Есть много других сотрудников, которых я не могу назвать, поскольку их работа проходила за кулисами и я никогда с ними не встречался.

За техническое редактирование отвечали главным образом Шашанк Дейт (Shashank Date) и Фрэнсис Хван (Francis Hwang). Они прекрасно справились со своей задачей – если остались какие-то ошибки, это всецело моя вина.

Большое спасибо людям, которые предлагали объяснения, писали код примеров и отвечали мне на многочисленные вопросы. Это сам Мац (Юкихиро Мацумото), Дейв Томас (Dave Thomas), Кристиан Нойкирхен (Christian Neukirchen), Чед Фаулер (Chad Fowler), Дэниэл Бергер (Daniel Berger), Армин Рерль (Armin Roehrl), Стефан Шмидль (Stefan Schmiedl), Джим Вайрих (Jim Weirich), Райан Дэвис (Ryan Davis), Дженни У. (Jenny W.), Джим Фриз (Jim Freeze), Лайл Джонсон (Lyle Johnson), Мартин Де Мелло (Martin DeMello), Март Лоуренс (Mart Lawrence), Рон Джеффрис (Ron Jeffries), Тим Хантер (Tim Hunter), Чет Хендриксон (Chet Hendrickson), Натаниэль Талбот (Nathaniel Talbott) и Бил Клеб (Bil Kleb).

Особая благодарность активным помощникам. Эндрю Джонсон (Andrew Johnson) здорово обогатил мои знания о регулярных выражениях. Пол Бэтли (Paul Battley) предоставил обширный материал для главы об интернационализации. Macao Муто (Masao Mutoh) помог в написании той же главы, а также снабдил меня материалами по GTK. Остин Зиглер (Austin Ziegler) научил меня секретам подготовки PDF-файлов. Калеб Теннис (Kaleb Tennis) дал материал по Qt. Эрик Ходел (Eric Hodel) помог в описании продуктов Rinda и Ring, а Джеймс Бритт (James Britt) внес большой вклад в главу о разработке приложений для Web.

И еще раз выражаю искреннюю благодарность и восхищение Мацу — не только за помощь, но и прежде всего – за создание Ruby. Domo arigato gozaimasu[1]1
  Огромное спасибо (яп.)


[Закрыть]!

Еще раз хочу поблагодарить своих родителей. Они постоянно подбадривали меня и с нетерпением ждали выхода книги… Я еще сделаю из них программистов!

И опять – спасибо всем членам сообщества пользователей Ruby за неутомимую энергию и дух коллективизма. Особенно я благодарен читателям этой книги (обоих изданий). Я надеюсь, что вы найдете ее информативной, полезной и, быть может, даже увлекательной.

Благодарности за первое издание

Создание книги – плод усилий целого коллектива. Я не понимал этого в полной мере, пока не взялся за это дело сам. Рекомендую всем пройти подобное испытание, хотя оно и не из легких. Нет сомнений, что без помощи многих и многих людей книга не увидела бы свет.

Прежде всего, выражаю благодарность и восхищение Мацу (Юкихиро Мацумото), который создал язык Ruby. Domo arigato gozaimasu!

Спасибо Конраду Шнейкеру (Conrad Schneiker), который подал мне идею написать эту книгу и помог выработать ее общий план. Он же оказал мне неоценимую услугу, познакомив с языком Ruby в 1999 году.

Материалом для книги меня снабжали несколько человек. Первым хочу назвать Гая Хэрста (Guy Hurst), который написал значительную часть начальных глав, а также два приложения. Его помощь поистине бесценна.

Спасибо также другим помощникам, называя которых, я не придерживаюсь какого-то определенного порядка. Кэвин Смит (Kevin Smith) многое сделал для раздела главы 6, посвященного GTK, избавив меня от изучения сложной темы в условиях жесткого графика. Патрик Логан (Patrick Logan) пролил свет на графическую систему FOX GUI, описанную в той же главе. Чед Фаулер (Chad Fowler) в главе 9 углубился в тайны XML, а также помог при написании раздела о CGI.

Благодарю всех, кто правил корректуру, писал рецензии и помогал иными способами: Дона Мучоу (Don Muchow), Майка Стока (Mike Stok), Михо Огисима (Miho Ogishima) и уже упомянутых выше. Спасибо Дэвиду Эпштейну (David Eppstein), профессору математики, который ответил на вопросы по теории графов.

Одна из замечательных особенностей Ruby – поддержка со стороны сообщества пользователей. В списке рассылки и в конференции многие отвечали на мои вопросы, подавали идеи и всячески помогали. Опять же не придерживаясь определенного порядка, хочу упомянуть Дейва Томаса (Dave Thomas), Энди Ханта (Andy Hunt), Хи-Соб Парка (Hee-Sob Park), Майка Уилсона (Mike Wilson), Ави Брайанта (Avi Bryant), Ясуси Шоджи (Yasushi Shoji «Yashi»), Шуго Маэда (Shugo Maeda), Джима Вайриха (Jim Weirich) и Масаки Сукета (Masaki Suketa). Как это ни печально, но, скорее всего, кого-то я пропустил.

Очевидно, что книга никогда не вышла бы без помощи издателя. Многие работали над ней незримо для меня, но особенно я хотел бы поблагодарить Вильяма Брауна (William Brown), который тесно сотрудничал со мной и постоянно поощрял, и Скотта Мейера (Scott Meyer), который скрупулезно занимался объединением всех материалов. Других назвать не могу, потому что никогда о них не слышал. Но они знают себя сами.

Хочу поблагодарить своих родителей, которые следили за проектом издалека, подбадривали меня и даже дали себе труд ради меня освоить азы программирования.

Один мой друг как-то сказал: «Если ты написал книгу, которую никто не читает, значит, ты не написал ее вовсе». Поэтому напоследок я хочу поблагодарить читателей. Эта книга для вас. Надеюсь, что она окажется полезной.

Об авторе

Хэл Фултон – обладатель двух ученых степеней по информатике, полученных в Университете штата Миссисипи. Он четыре года преподавал информатику в колледже, пока не переехал в Остин, штат Техас, для работы по контрактам (в основном с отделением компании IBM в Остине). Более 15 лет он работал с различными версиями ОС UNIX, в том числе AIX, Solaris и Linux. С языком Ruby впервые познакомился в 1999 году, а в 2001 приступил к работе над первым изданием этой книги – второй книги на английском языке, посвященной Ruby. Фултон присутствовал на шести конференциях по Ruby и проводил презентации на четырех из них, в частности на первой европейской конференции по языку Ruby, состоявшейся в Карлсруэ (Германия). Сейчас Хэл работает в компании Broadwing Communications, располагающейся в Остине, и занимается вопросами, связанными с большим хранилищем данных и относящимися к нему телекоммуникационными приложениями. В работе он использует язык C++, СУБД Oracle и, конечно, Ruby.

Фултон по-прежнему постоянно присутствует в списке рассылки и в IRC-канале, посвященном Ruby, а также участвует в нескольких разрабатываемых проектах на Ruby. Он член Ассоциации по вычислительной технике (ACM – Association for Computing Machinery) и компьютерного общества IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике). В свободное от работы время увлекается музыкой, чтением, искусством и фотографией. Кроме всего прочего, Хэл член общества по изучению Марса и энтузиаст космических полетов. Мечтал бы когда-нибудь совершить такой полет. Проживает в Остине, штат Техас.

Введение

Путь, о котором можно поведать, – не постоянный Путь.

Лao Цзы, «Дао де цзин»[2]2
  Пер. В. Малявина. — Прим. ред.


[Закрыть]

Эта книга называется «Путь Ruby». Название нуждается в некотором пояснении.

Я ставил себе целью выразить в этой книге философию языка Ruby, насколько это в моих силах. Ту же цель преследовали мои добровольные помощники. Успех должно разделить между всеми, а ошибки остаются моей и только моей виной.

Конечно, я не могу абсолютно точно сказать, в чем же состоит истинный дух Ruby. Эту задачу я оставляю Мацу, но подозреваю, что даже ему трудно будет облечь свои ощущения в слова.

Короче говоря, «Путь Ruby» – всего лишь книга, а Путь Ruby – удел создателя языка и сообщества в целом. Втиснуть его в рамки книги довольно трудно. И все– таки в этом введении я попытаюсь хотя бы отчасти передать неуловимый дух Ruby. Мудрый ученик не воспримет эту попытку как окончательный вердикт!

Не забывайте, что это второе издание. Большая часть введения сохранена, но впереди раздел «О втором издании», в котором описываются изменения и вновь включенный материал.

О втором издании

Все меняется, и Ruby – не исключение. Я пишу это введение в 2006 году, когда с момента выхода первого издания прошло уже почти пять лет. Настало время для обновления.

В это издание внесено немало исправлений и добавлено много нового материала. Прежняя глава 4 («Простые задачи, связанные с обработкой данных») превратилась в шесть глав, две из которых («Диапазоны и символы» и «Интернационализация в Ruby») совсем новые; в четыре остальных добавлены новые примеры и комментарии к ним. Сильно расширен материал о регулярных выражениях: теперь рассматриваются не только «классические» выражения, но и новая библиотека для их поддержки, Oniguruma.

Главы 8 и 9 раньше составляли одну главу. Она была разбита на две, поскольку из-за вновь добавленного материала оказалась слишком большой.

Аналогичным образом главы 18, 19 и 20 образовались в результате разделения главы 9. Приложения удалены, чтобы освободить место для основного материала.

Появились также следующие новые главы:

• глава 15, «Форматы данных в Ruby». Здесь рассматриваются форматы XML, RSS, графические файлы, создание PDF-файлов и другие вопросы;

• глава 16, «Тестирование и отладка». Речь идет о тестировании, профилировании, отладке, анализе кода и тому подобных вещах;

• в главе 17, «Создание пакетов и распространение программ», обсуждаются, в частности, инструмент setup.rb и создание пакетов в формате RubyGem;

• глава 21, «Инструменты разработки для Ruby», знакомит с поддержкой Ruby в редакторах и интегрированных средах разработки (IDE), утилитой ri и форматом RubyGem с точки зрения пользователя;

• в главе 22, «Сообщество Ruby», приводятся основные Web-сайты, списки рассылки, форумы, конференции, IRC-каналы по Ruby и прочие дополнительные сведения.

В широком смысле все главы в этой книге «новые». Каждую из них я подверг тщательной ревизии, внес сотни мелких и десятки крупных изменений. Был исключен материал, утративший актуальность и показавшийся мне не слишком важным. Я учел изменения в самом языке Ruby, а также добавил в каждую главу новые примеры и комментарии.

Возможно, вас интересует, что было добавлено в старые главы. Отвечаю: уже упомянутая библиотека регулярных выражений Oniguruma; математические библиотеки и классы, включая BigDecimal, mathn и matrix; такие новые классы, как Set и DateTime.

В главу 10, «Ввод/вывод и хранение данных», я добавил материал о методе readpartial, неблокирующем вводе/выводе и классе StringIO. Также рассмотрены форматы CSV, YAML и KirbyBase. В ту часть главы 10, которая посвящена базам данных, включены сведения о СУБД Oracle и SQLite, интерфейсе DBI, а также об объектно-реляционном отображении (Object-Relational Mappers – ORM).

Глава 11, «ООП и динамические механизмы в Ruby», пополнилась информацией о таких недавно добавленных в язык конструкциях, как initialize_copy, const_get, const_missing и define_method. Также я рассматриваю делегирование и перенаправление.

Глава 12, «Графические интерфейсы для Ruby», была переработана целиком (в особенности разделы, посвященные GTK и Fox). Раздел по QtRuby – новый от начала до конца.

В главе 14, «Сценарии и системное администрирование», теперь обсуждаются моментальный инсталлятор для Windows и ряд аналогичных пакетов. Кроме того, улучшен код примеров.

В главе 18, «Сетевое программирование», появились разделы о вложениях в электронные письма и о взаимодействии с IMАР-сервером. Также рассматривается библиотека OpenURI.

В главе 19, «Ruby и Web-приложения», теперь рассматриваются продукты Ruby on Rails, Nitro, Wee, IOWA и другие инструменты для Web. Также уделено внимание инструментам WEBrick и в какой-то мере Mongrel

В главу 20, «Распределенный Ruby», добавлен материал о системе Rinda – реализации пространства кортежей, написанной на Ruby. Тут же приводятся сведения о родственной системе Ring.

Так ли необходимы все эти добавления? Да, уверяю вас.

Напомню, кстати, что «Путь Ruby» – это вторая вышедшая на английском языке книга по языку Ruby; первой была знаменитая «Мотыга», или «Programming Ruby», Дэйва Томаса (Dave Thomas) и Энди Ханта (Andy Hunt). Моя книга была составлена так, чтобы не перекрывать, а дополнять свою предшественницу; это и стало одной из основных причин ее популярности.

Когда я приступал к работе над первым изданием, еще не было международных конференций по Ruby. Не было сайтов Ruby Forge, ruby-doc.org, не было Wiki-страницы rubygarden.org. Вообще в Сети не было почти ничего, кроме официального сайта Ruby. В архиве приложений Ruby насчитывалось всего несколько сотен программ.

В то время лишь немногие периодические издания (как обычные, так и онлайновые) знали о существовании этого языка. Когда где-то публиковалась статья о Ruby, мы все брали ее на заметку; о ней сообщалось в списке рассылки и там же проводилось обсуждение.

Многих привычных сегодня инструментов и библиотек еще не существовало. Все пока было впереди: и система RDoc, и пакет REXML для анализа XML-документов. Математическая библиотека была куда беднее нынешней. Поддержка баз данных была фрагментарной, а драйверы ODBC и вовсе отсутствовали. Tk был чуть ли не единственным графическим интерфейсом. Приложения для Web разрабатывались в виде низкоуровневых CGI-сценариев.

Еще не появился «моментальный» инсталлятор для Windows. Пользователям Windows приходилось выполнять компиляцию исходных текстов в среде Cygwin или с помощью minigw.

Системы RubyGem не было даже в примитивной форме. Процедура поиска и установки приложений проводилась вручную; для решения этой задачи использовались инструменты типа tar и make.

Никто слыхом не слыхал о Ruby on Rails. Никто (насколько мне известно) не употреблял термина «утипизация»[3]3
  Речь идет о переводе выражения «duck typing». Его смысл и происхождение объясняются в разделе 1.6. Приношу извинения ревнителям чистоты русского языка за то, что не смог удержаться от игры слов и выдумал этот «термин» вместо «утиной типизации». — Прим. перев.


[Закрыть]. Не было ни YAML для Ruby, ни системы Rake.

В то время мы пользовались версией Ruby 1.6.4 и считали ее безмерно крутой. Но Ruby 1.8.5 (с которой я обычно работаю сейчас) еще круче!

Был незначительно изменен синтаксис, но не настолько серьезно, чтобы об этом писать. По большей части речь идет о «граничных случаях», и теперь синтаксис в этих ситуациях выглядит более разумно. Ruby всегда отличали странности в отношении к необязательности скобок; в 98% случаев вы никакой разницы не заметите, а если заметите, то, наверное, согласитесь, что язык стал более последовательным.

Изменилась семантика некоторых системных методов. Но несущественно. Например, раньше метод Dir#chdir не принимал в качестве параметра блок, но несколько лет назад это стало допустимо.

Некоторые системные методы объявлены устаревшими или переименованы. Метод class утратил свой псевдоним type (поскольку в Ruby мы обычно не говорим о типах объектов). Метод intern получил более понятное название to_sym, а метод Array#indices называется Array#values_at. Можно было бы продолжить, но думаю, что суть вы уловили.

Кроме того, было добавлено несколько новых системных методов, например Enumerable#inject, Enumerable#zip и IO#readpartial. Старая библиотека futils теперь называется fileutils, и у нее появилось собственное пространство имен FileUtil, тогда как раньше она добавляла методы в класс File.

Есть и еще много изменений. Но важно понимать, что все они вносились очень осторожно и аккуратно. Язык как был Ruby, так им и остался. Красота Ruby в немалой степени обязана тому факту, что он изменяется медленно и обдуманно, ведомый мудростью Маца и других разработчиков.

Сегодня нет недостатка в книгах по Ruby. Публикуется больше статей, чем мы в состоянии переварить. Множатся руководства и документация в сети Web.

Появились новые инструменты и библиотеки. По разным причинам большая их часть – это каркасы и инструменты для разработки Web-приложений, средства для создания сетевых дневников (блогов), разметки, а также для объектно-реляционного отображения (ORM). Но есть и инструментарий для работы с базами данных, организации графических интерфейсов, математических расчетов, Web-сервисов, обработки изображений, управления версиями и т.д.

Поддержка Ruby в редакторах широко распространена и достигла немалой изощренности. Существуют интегрированные среды разработки (IDE), весьма полезные и зрелые; частично они перекрываются с конструкторами графических интерфейсов.

Нет сомнений и в том, что сообщество пользователей разрослось и изменилось. Сегодня Ruby никак не назовешь нишевым языком: им пользуются в НАСА, Национальной администрации по океану и атмосфере (NOAA), компании Motorola и во многих других крупных организациях. Он применяется для работы с графикой, доступа к базам данных, численного анализа, Web-приложений и в других областях. Короче говоря, Ruby стал весьма популярным языком.

Я работал над новой редакцией этой книги с любовью. Надеюсь, что она окажется вам полезной.