Ruby 代码块及其作用域详解

转自：http://ningandjiao.iteye.com/blog/1860099

块的定义、调用与运行 

在Ruby中，定义一个代码块的方式有2种 ，一是使用do … end, 另外一种是用大括号“{}”把代码内容括起来。代码块定义时也是可以接受参数的。但是，只有在调用一个方法的时候才可以定义一个块。 

块定义好之后，会直接传递给调用的方法，在该方法中，使用“yield”关键字即可回调这个块。 

Ruby代码  

1. def block_method(a, b)  
2.   a + yield(a, b)  
3. end  
4. puts block_method(1, 2) { |a, b| a*2+b } # => 5  
5. result = block_method(1, 2) do |a, b|  
6.   a+b*2  
7. end  
8. puts result   # => 6  

如果一个方法定义的时候使用了yield关键字，但是调用的时候却没有传递代码块，方法会抛出“no block given (yield) (LocalJumpError)”异常。可以使用Kernal#block_given?方法检测当前的方法调用是否包含代码块。 

Ruby代码  

1. def check_block  
2.   return yield if block_given?  
3.   'no block'  
4. end  
5. puts check_block{ 'This is a block'}  # => This is block  
6. puts check_block                      # => no block  

代码在运行的时候，除了需要代码外，还需要运行环境，即一组各种变量的绑定。代码块就是由代码和一组绑定组成的，代码块可以获得自己定义的局部变量的绑定，和上下文可见的实例变量，在代码块执行的时候，只会根据自己定义时可见的绑定来执行。业界把块这样的特性称之为闭包（Closure）。 

Ruby代码  

1. def closure_method  
2.   x = "Goodbye"  
3.   yield("@xianlinbox")  
4. end  
5. x = "Hello"  
6. puts closure_method { |y| "#{x} World, #{y}!" }    # => Hello World, @xianlinbox!  

作用域  
前面提到代码运行时，需要一组绑定， 这组绑定在代码的运行过程中，还会发生变化，这种变化发生的根本原因就是作用域发生改变，每个变量绑定都有自己的作用域，一但代码切换作用域，旧的绑定就会被一批新的绑定取代。在Ruby的世界中，作用域相对简单，作用域之间是截然分开的，一旦进入另外一个作用域，原先的绑定就会替换为一组新的绑定,可以通过Kernal#local_variables方法查看当前作用域下的绑定。那么，程序什么时候会从一个作用域跳转到另一个作用域呢？ 

Ruby程序只会在3个地方关闭前一个作用域，同时打开一个新的作用域： 

• 类定义， class … end
• 模块定义， module … end
• 方法定义， def … end

这三个地方通常称之为作用域们（Scope Gate）。 

Ruby代码  

1. v1 = 1  
2. class MyClass  
3.   v2 = 2  
4.   puts local_variables.to_s + "call 1"  # => [:v2]call 1  
5.   def my_method  
6.     v3 = 3  
7.     puts local_variables.to_s + " call 2"  
8.   end  
9.   puts local_variables.to_s + "call 3"  # => [:v2]call 3  
10. end  
11. obj = MyClass.new  
12. obj.my_method                           # =>[:v3] call 2  
13. puts local_variables.to_s + "call 4"    # =>[:v1, :obj]call 4  

因为作用域之间的隔离，让人忍不住会想，怎样才能让一个绑定穿越多个作用域？在Ruby中有一个叫做扁平化作用域（Flat Scope）的概念，通俗点说就是变身拆迁队长，拆掉所有的作用域门。 

• 用Class.new()方法代替class关键字来定义类
• 使用Module。new()方法代替module关键字定义模块
• 使用Module#define_method代替def关键字定义方法。

Ruby代码  

1. v1 = 1  
2. MyClass = Class.new do  
3.   v2 = 2  
4.   puts local_variables.to_s + "call 1"     # => [:v2, :v1]call 1  
5.   define_method :my_method do  
6.     v3 = 3  
7.     puts local_variables.to_s + " call 2"  
8.   end  
9.   puts local_variables.to_s + "call 3"      # => [:v2, :v1]call 3  
10. end  
11. MyClass.new.my_method                       # => [:v3, :v2, :v1] call 2  
12. puts local_variables.to_s + "call 4"        # => [:v1]call 4  

instance_eval()和instance_exec()  
在Ruby中，提供了一个非常酷的特性，可以通过使用Objec#instance_eval()， Objec#instance_exec()方法插入一个代码块，做一个的对象上下文探针（Context Proble），深入到对象中的代码片段，对其进行操作。有了这个特性以后，就可以很轻松的测试对象的行为，查看对象的当前状态。 

Ruby代码  

1. class MyClass  
2.   def initialize  
3.     @v = 1;  
4.   end  
5. end  
6. obj = MyClass.new  
7. obj.instance_eval do  
8.   puts self              # => #<MyClass:0x007fbb2d0299b0>  
9.   puts @v                # => 1  
10. end  
11. obj.instance_exec(5) { |x| puts x * @v }  # => 5  

可调用对象  
从底层来看，对代码块的使用分为2步， 
* 打包代码备用 
* 调用yiel执行代码 
这种先打包，后执行的策略称之为延迟执行（Deferred Evaluation）。 

代码块在Ruby中并不是一个对象，但是，如果你想把一个代码块保存为一个对象以供调用应该怎么办呢？ Ruby提供了Proc类，其简单来说就是一个转换成对象的块。在Ruby中，把一个块转换为Proc对象的方法有以上4种： 

• * proc{…}
• * Proc.new { …}
• * lambda{…}
• * &操作符

Ruby代码  

1. proc1 = proc { |x| x+1 }  
2. puts proc1.class               # => Proc  
3. proc2 = Proc.new { |x| x+1 }  
4. puts proc2.class               # => Proc  
5. proc3 = lambda { |x| x+1 }  
6. puts proc3.class               # => Proc  

&操作符只有在方法调用时才有效，在方法定义时，可以给方法添加一个特殊的参数，该参数必须为参数列表中的最后一个，且以&符号开头，其含义就是，这是一个Proc对象，我想把它当做一个块来用，如果调用该函数时，没有传递代码块，那么该参数值将为nil。有了这个符号之后，就可以很容易的把一个代码块转换为Proc对象，并在多个方法之间传递。 

Ruby代码  

1. def my_method(&block)  
2.   test(&block)  
3.   block  
4. end  
5. def test  
6.   puts yield(3) if block_given?  # => 4  
7. end  
8. p2 = my_method{ |x| x+1 }  
9. puts p2.class                     # => Proc  

Ruby中，所有的可调用对象，最后都是一个Proc对象，为什么还需要使用lambda这个方法来创建一个可调用对象呢？ 使用lambda和使用proc创建的Proc对象有一些些微的差别，主要体现在2个方面： 

• return关键字的行为，lambda中，return仅表示从lambda中返回， 而proc中，则是从定义proc的作用域中返回。
• 参数校验规则：lambda中，参数个数不对，会抛ArgumentError错误，而proc中，则会尝试调整参数为自己期望的形式，参数多，则忽略多余的，参数少则，自动补nil。

Ruby代码  

1. def proc_method  
2.   p = proc { return 10 };  
3.   result = p.call  
4.   return result*2  # 这一句不会被执行，因为 proc_method 已经在call中返回了！
5. end  
6.   
7. def lambda_method  
8.   p = lambda { return 10 };  
9.   result = p.call  
10.   return result*2  #
11. end  
12.   
13. puts proc_method              # => 10  
14. puts lambda_method            # => 20  
15.   
16. p1 = proc { |a, b| [a,b] }  
17. p2 = lambda { |a, b| [a,b] }  
18.   
19. puts p1.call(1, 2, 3).to_s    # => [1, 2]  
20. puts p1.call(1).to_s          # => [1, nil]  
21. puts p2.call(1, 2, 3).to_s    # => ArgumentError  
22. puts p2.call(1).to_s          # => ArgumentError