Rails每周一题(十七): 从Singleton Class看Ruby的对象模型
我们可能了解Ruby的singleton method概念，它指的是一个对象独有的方法。下面举个简单的例子，首先来定义一个类：
class ExampleClass def foo puts 'foot' endend 然后创建两个实例，并且给第二个实例增加一个singleton method：
example1 = ExampleClass.newexample2 = ExampleClass.newdef example2.barputs 'bar'endexample2.bar 它的输出结果是：
"bar"
而从下面这个结果我们可以看到，example1并不具有bar这个方法：
example1.bar#=> undefined method 'bar' for ...(No Method Error)
这就是所谓的singleton method。
我们还可以通过另外一种方式给example2定义一个singleton method：
class << example2def bar puts 'bar'endend
那Ruby是如何实现singleton method的呢？
当我们为一个特定的对象定义一个方法时，在对象和它的“真正类”之间会插入一个新的匿名类，而这个singleton method会定义在这个类中。所以，当我们调用bar方法时，解释器首先会在这个匿名类中寻找方法的定义，然后才会去“真正的类”ExampleClass那里去寻找。在Ruby里面，把这个匿名类称之为“singleton class”或者“shadow class”。
让我们来看一下这个singleton class到底是什么：
puts example2.classclass << example2puts selfend
输出结果：
ExampleClass#<Class:#<ExampleClass:0x28305d>>
可以看到，bar方法定义所在的类的的确确并不是ExampleClass，而是一个匿名类。
类方法
在Ruby中，我们往往可以通过以下几种方式给一个类定义一个类方法：
class ClassMethodExampledef self.foo puts 'class foo'endclass << self def bar puts 'class bar' endendendclass << ClassMethodExampledef baz puts 'class baz'endenddef ClassMethodExample.torputs 'class tor'endClassMethodExample.fooClassMethodExample.barClassMethodExample.bazClassMethodExample.tor
输出结果为：
"class foo""class bar""class baz""class tor"
看了这种定义方式，是否发现它和给一个对象增加一个singleton method的方式很相似呢？
没错，其实他们就是一样的。在Ruby里面，一个类是一个实例，是类Class的一个实例。那我们就很好理解这两种方式的一致性：给类增加一个类方法，不就是往“类”这个实例中增加一个singleton method么？
还是让我们来看看Ruby的对象模型吧：
http://www.agoit.com/upload/attachment/133668/12148297-d78f-39e5-8db7-db08e52483cd.png
(图1：Ruby的对象模型)
上图中绿色代表”普通“类，蓝色代表meta-class。虚线代表类与对象间的关系（instance of），箭头指向的方向为”类的方向“。实线代表继承关系，箭头指向的方向为“父类”方向。
上例中的ExampleClass只是上图中所指的“普通类”Class的一个实例，可以通过下面的方法印证：
puts ExampleClass.new.classputs ExampleClass.class 输出：
"ExampleClass""Class"
而相对于ExampleClass而言，类Class就是它的meta-class。
所有的”最低级类“都是类Class的实例？没错。实际上，我们需要注意一点：类名是一个常量。比如当我们调用ExampleClass.new时，我们实际上是向一个Class类的实例发送消息，而类名这个常量指向的就是这个实例。
再来看看，ClassMethodExample类中的类方法，实际上就是这个Class类实例的singleton method，它们也存在于这个实例的singleton class中:
puts ClassMethodExample.instance_methods.inspectputs ClassMethodExample.class.instance_methods.inspectclass << ClassMethodExampleputs self.instance_methods.inspectend 输出结果：
"['methods', 'freeze', ...]""['new', 'allocate', ...]""['bar', 'tor', ...]"
完毕。
Reference：
http://olabini.com/blog/tag/singleton-class/
http://www.hokstad.com/ruby-object-model.html
http://www.rubycentral.com/book/tut_classes.html
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