# **第 2 章　便利的對象** 在第 1 章里，我們介紹了 Ruby 的基本數據對象“字符串”以及“數值”。當然，Ruby 能使用的數據對象不可能只有這兩種。一般 Ruby 程序里數據對象的結構都比它們復雜得多。 假設現在我們用 Ruby 做一個通訊錄，通訊錄一般有以下項目： - **名字** - **拼音** - **郵政編碼** - **都道府縣**1 - **地址** - **電話號碼** - **郵箱地址** - **SNS 的 URL** - **登記日期** 1日本的行政區域單位——譯者注 在這些項目里，郵政編碼用 7 位的數字表示，除此以外的項目都是用字符串表示（一般來說，登記日期這個項目應該用 `Date` 對象來表示。關于 `Date` 對象我們將會在第 20 章介紹）。 這樣一來，一組的項目集合起來后就可以表示一個人的基本信息（圖 2.1），再把親朋好友的基本信息都收集后就成為一本通訊錄。  **圖 2.1　收集、匯總各項目** 不同數據間的組合無法用字符串或數值這樣簡單的對象來表示，因此我們需要一個可以用以表示數據集合的數據結構。 本章我們將介紹數組和散列這兩 種新的數據結構。另外，我們還會介紹處理字符串時常用的工具——正則表達式。 > **備注**　像數組、散列這樣保存對象的對象，我們稱為容器（container）。 數組、散列、正則表達式的應用十分廣泛，關于它們的詳細用法我們會在后面的章節介紹，在這里我們只會簡略地說明一下，讓大家對它們有個初步印象。 ### **2.1　數組** 數組（array）是一個按順序保存多個對象的對象，它是基本的容器之一。我們一般稱為數組對象或者 Array 對象。 ### **2.1.1　數組的創建** 要創建數組，我們需要把各數組的元素用逗號隔開，然后再用 `[]` 把它們括起來即可。首先，讓我們創建一個簡單的數組。 ~~~ names = [" 小林 ", " 林 ", " 高野 ", " 森岡 "] ~~~ 在這個例子里，我們創建了一個叫 `names` 的數組對象，分別保存了 4 個數組元素：小林、林、高野、森岡。如圖 2.2 所示。  **圖 2.2　數組對象** ### **2.1.2　數組對象** 在數組元素對象還未確定的情況下，我們可以用 `[]` 表示一個空數組對象。 ~~~ names = [] ~~~ 除此以外，還有其他方法創建數組，我們將會在第 13 章再詳細說明。 ### **2.1.3　從數組中抽取對象** 保存在數組里的每個對象，都各自有一個表示其位置的編號，我們稱之為索引（index）。利用索引，我們可以進行把對象保存到數組、從數組中抽取對象等操作。 要從數組中抽取元素（對象），我們可以使用以下方法。 **數組名 [ 索引 ]** 如下所示，有一個名為 `names` 的數組對象。 ~~~ names = [" 小林 ", " 林 ", " 高野 ", " 森岡 "] ~~~ 把 `names` 數組里第一個元素拿出來，我們可以這么做 ~~~ names[0] ~~~ 因此，若執行以下代碼， ~~~ print "第一個名字為：", names[0], "。\n" ~~~ 得到的結果為， ~~~ 第一個名字為小林。 ~~~ 同樣地，`names[1]` 表示林，`names[2]` 表示高野。 > **執行示例** ~~~ > irb --simple-prompt => names = ["小林", "林", "高野", "森岡"] => ["小林", "林", "高野", "森岡"] >> names[0] => "小林" >> names[1] => "林" >> names[2] => "高野" >> names[3] => "森岡" ~~~ > **備注**　數組的索引值是從 0 開始，并非 1。因此，`a[1]`返回的并不是數組第一個元素，而是第二個元素。剛接觸編程時，大家比較容易弄錯（即便是熟悉以后也有可能會犯這樣的錯誤）。大家在使用數組時，務必注意索引值這個特點。 　 > **注**　在 Windows 命令行中，用 Alt + Shift 鍵切換中英文輸入法模式。 ### **2.1.4　將對象保存到數組中** 我們可以將新的對象保存到已經創建的數組中。 將數組里的某個元素置換為其他對象，我們可以這樣做： **數組名 [ 索引 ] = 希望保存的對象** 我們試著置換一下剛才的 `names` 數組的內容，將 " 野尻 " 放在數組首位。 ~~~ names [0] = "野尻" ~~~ 執行下面的程序，我們可以知道 " 野尻 " 的確已經被置換為首位的數組元素。 > **執行示例** ~~~ > irb --simple-prompt >> names = ["小林", "林", "高野", "森岡"] => ["小林", "林", "高野", "森岡"] >> names[0] = "野尻" => "野尻" >> names => ["野尻", "林", "高野", "森岡"] ~~~ 在保存對象時，如果指定了數組中不存在的索引值時，則數組的大小會隨之而改變。Ruby 數組的大小是按實際情況自動調整的 2。 2即動態數組。——譯者注 > **執行示例** ~~~ > irb --simple-prompt >> names = ["小林", "林", "高野", "森岡"] => ["小林", "林", "高野", "森岡"] >> names[4] = "野尻" => "野尻" >> names => ["小林", "林", "高野", "森岡", "野尻"] ~~~ ### **2.1.5　數組的元素** 任何對象都可以作為數組元素保存到數組中。例如，我們除了可以創建字符數組，還可以創建數值數組。 ~~~ num = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5] ~~~ Ruby 數組還支持多種不同對象的混合保存。 ~~~ mixed = [1, " 歌 ", 2, " 風 ", 3] ~~~ 這里，我們不再舉其他例子了，像時間、文件等對象也都可以作為數組元素。 ### **2.1.6　數組的大小** 我們可以用 `size` 方法獲知數組的大小。例如，若想獲知數組 `array` 的大小，程序可以這么寫： ~~~ array.size ~~~ 我們現在就用 `size` 方法，查看一下剛才的 `names` 數組的大小。 > **執行示例** ~~~ > irb --simple-prompt >> names = ["小林", "林", "高野", "森岡"] => ["小林", "林", "高野", "森岡"] >> names.size => 4 ~~~ size 方法的返回值就是數組的大小。 ### **2.1.7　數組的循環** 有時，我們希望輸出所有數組元素，或者對在數組中符合某條件的元素執行 xx 方法，不符合條件的執行 yy 方法。為實現這些目的，我們需要一種方法遍歷所有數組元素。 為此，Ruby 提供了 `each` 方法。我們在第 1 章介紹迭代器時，已經稍微接觸了一下 `each` 方法。 `each` 方法的語法如下： **數組 .`each do` | 變量 | 　希望循環的處理 `end`** `each` 后面在 `do ～ end` 之間的部分稱為塊（block）3。因此，`each` 這樣的方法也可以稱為帶塊的方法。我們可以把多個需要處理的內容合并后寫到塊里面。 3也稱為代碼塊。——譯者注 塊的開始部分為 | 變量 |。`each` 方法會把數組元素逐個拿出來，賦值給指定的 | 變量 |，那么塊里面的方法就可以通過訪問該變量，實現循環遍歷數組的操作。 接下來，我們實際操作一下，按順序輸出數組 `names` 的元素。 > **執行示例**  每循環一次，就會把當前的數組元素賦值給變量 `|n|`（圖 2.3）。  **圖 2.3　循環時 n 的變化** 除了 `each` 方法外，數組還提供了許多帶塊的方法，我們在實際的數組操作中會經常使用到，詳細的內容會在 13.6 節介紹。 ### **2.2　散列** 散列（hash）也是一個程序里常用到的容器。散列是鍵值對（key-value pair）的一種數據結構。在 Ruby 中，一般是以字符串或者符號（Symbol）作為鍵，來保存對應的對象（圖 2.4）。  **圖 2.4　散列** ### **2.2.1　什么是符號** 在 Ruby 中，符號（symbol）與字符串對象很相似 4，符號也是對象，一般作為名稱標簽來使用，用來表示方法等的對象的名稱。 4可以將符號簡單理解為輕量級的字符串。——譯者注 創建符號，只需在標識符的開頭加上`:` 就可以了。 ~~~ sym = :foo # 表示符號“:foo” sym2 = :"foo" # 意思同上 ~~~ 符號能實現的功能，大部分字符串也能實現。但像散列鍵這樣只是單純判斷“是否相等”的處理中，使用符號會比字符串比較更加有效率，因此在實際編程中我們也會時常用到符號。 另外，符號與字符串可以互相任意轉換。對符號使用 `to_s` 方法，則可以得到對應的字符串。反之，對字符串使用 `to_sym` 方法，則可以得到對應的符號。 > **執行示例** ~~~ > irb --simple-prompt >> sym = :foo => :foo >> sym.to_s # 將符號轉換為字符串 => "foo" >> "foo".to_sym # 將字符串轉換為符號 => :foo ~~~ ### **2.2.2　散列的創建** 創建散列的方法與創建數組的差不多，不同的是，不使用 `[]`，而是使用 `{}` 把創建的內容括起來。散列用`=>`來定義獲取對象時所需的鍵（key），以及鍵相對應的對象（value）。 ~~~ address = {:name => "高橋", :pinyin => "gaoqiao", :postal => "1234567"} ~~~ 將符號當作鍵來使用時，程序還可以像下面這么寫： ~~~ address = {name: "高橋", pinyin: "gaoqiao", postal: "1234567"} ~~~ ### **2.2.3　散列的使用** 從散列取出對象、將對象保存到散列的使用方法也都和數組非常相似。我們使用以下方法從散列里取出對象。 **散列名 [ 鍵 ]** 保存對象時使用以下方法。 **散列名[ 鍵 ] = 希望保存的對象** > **執行示例** ~~~ > irb --simple-prompt >> address = {name: "高橋", pinyin: "gaoqiao"} => {:name=>"高橋", :pinyin=>"gaoqiao"} >> address[:name] => "高橋" >> address[:pinyin] => "gaoqiao" >> address[:tel] = "000-1234-5678" => "000-1234-5678" >> address => {:name=>"高橋", :pinyin=>"gaoqiao", :tel=>"000-1234-5678"} ~~~ ### **2.2.4　散列的循環** 使用 `each` 方法，我們可以遍歷散列里的所有元素，逐個取出其元素的鍵和對應的值。循環數組時是按索引順序遍歷元素，循環散列時按照鍵值組合遍歷元素。 散列的 `each` 語法如下。 **散列 .`each do` | 鍵變量 , 值變量 | 　希望循環的處理 `end`** 事不宜遲，我們馬上來看看怎么用。 > **執行示例** ~~~ > irb --simple-prompt >> address = {name: "高橋", pinyin: "gaoqiao"} => {:name=>"高橋", :pinyin=>"gaoqiao"} >> address.each do |key, value| ?> puts "#{key}: #{value}" >> end name: 高橋 pinyin: gaoqiao => {:name=>"高橋", :pinyin=>"gaoqiao"} ~~~ 顯而易見，程序循環執行了輸出散列 `address` 的鍵和值的 `puts` 方法 5。 5原文是 print 方法。——譯者注 ### **2.3　正則表達式** 在 Ruby 中處理字符串時，我們常常會用到正則表達式（regular expression）。使用正則表達式，可以非常簡單地實現以下功能： - **將字符串與模式（pattern）相匹配** - **使用模式分割字符串** Ruby 的前輩——Perl、Python 等腳本語言至今還在使用正則表達式。Ruby 繼承了這一點，把正則表達式的使用嵌入到語法中，大大簡化了正則表達式的調用方式。正是在正則表達式的幫助下，字符串處理變成了一個 Ruby 非常擅長的領域。 ### **模式與匹配** 我們有時會有按照特定模式進行字符串處理的需求，比如“找出包含○○字符串的行”或者“抽取○○和 ×× 之間的字符串”。判斷字符串是否適用于某模式的過程稱為匹配，如果字符串適用于該模式則稱為匹配成功（圖 2.5）。  **圖 2.5　匹配的例子** 像這樣的字符串模式就是所謂的正則表達式。 乍一看，“正則表達式”這個詞可能會給人一種深奧、難理解的印象。的確，正則表達式非常復雜，但如果只是使用單純的匹配功能，也并不怎么難。所以大家也無需感到如臨大敵，我們暫時只需要知道有個工具叫“正則表達式”就足夠了。 創建正則表達式對象的語法如下所示。 **/ 模式 /** 例如，我們希望匹配 `Ruby` 字符串的正則表達式為： ~~~ /Ruby/ ~~~ 把希望匹配的內容直接寫出來，就這么簡單。匹配字母、數字時，模式按字符串原樣寫就可以了。6 6漢字也可以通過同樣的方法做匹配。——譯者注 我們用運算符`=~` 來匹配正則表達式和字符串。它與判斷是否為同一個對象時用到的 `==` 有點像。 匹配正則表達式與字符串的方法是： **/ 模式 / =~ 希望匹配的字符串** 若匹配成功則返回匹配部分的位置。字符的位置和數組的索引一樣，是從 0 開始計數的。也就是說，字符串的首個字符位置為 0。反之，若匹配失敗，則返回 `nil`。 > **執行示例** ~~~ > irb --simple-prompt >> /Ruby/ =~ "Ruby" => 0 >> /Ruby/ =~ "Diamond" => nil ~~~ 之前曾提到過，使用單純的字母、數字、漢字模式時，如果字符串里存在該模式則匹配成功，否則匹配失敗。 > **執行示例** ~~~ > irb --simple-prompt >> /Ruby/ =~ "Yet Another Ruby Hacker," => 12 >> /Yet Another Ruby Hacker,/ =~ "Ruby" => nil ~~~ 正則表達式右邊的 / 后面加上 i 表示不區分大小寫匹配。 > **執行示例** ~~~ > irb --simple-prompt >> /Ruby/ =~ "ruby" => nil >> /Ruby/ =~ "RUBY" => nil >> /Ruby/i =~ "ruby" => 0 >> /Ruby/i =~ "RUBY" => 0 >> /Ruby/i =~ "rUbY" => 0 ~~~ 除此以外，正則表達式還有很多寫法和用法，更詳細內容將會在第 16 章介紹。 > **專欄** > **nil 是什么** > `nil` 是一個特殊的值，表示對象不存在。像在正則表達式中表示無法匹配成功一樣，方法不能返回有意義的值時就會返回 `nil`。另外，從數組或者散列里獲取對象時，若指定不存在的索引或者鍵，則得到的返回值也是 `nil`。 > > **執行示例** ~~~ > irb --simple-prompt >> hash = {"a"=>1, "b"=>2} => {"a"=>1, "b"=>2} >> hash["c"] => nil ~~~ > `if` 語句和 `while` 語句在判斷條件時，如果碰到 `false` 和 `nil`，則會認為是“假”，除此以外的都認為是“真”。因此，除了可以使用返回 `true` 或者 `false` 的方法，也可以使用“返回某個值”或者返回“`nil`”的方法作為判斷條件表達式。 > **代碼清單　print_hayasi.rb** ~~~ names = ["小林", "林", "高野", "森岡"] ["小林", "林", "高野", "森岡"] names.each do |name| if / 林/ =~ name puts name end end ~~~ > > **執行示例** ~~~ > ruby print_hayasi.rb 小林 林 ~~~