Ruby Object Model

了解模組（module）與類別（class）的差別

涓 / Lynn Chang

Published in

Lynn’s dev blog

7 min readMar 29, 2020

一、為什麼要了解 Ruby Object Model?

這需要從 Ruby 中的「模組」(module) 談起。

「模組」的用途是協助我們將需要「重複使用」到的程式碼打包起來，當某個「類別」(class) 需要使用時，只需要 include 或 extend 進來即可。

這樣的好處是，如果有多個「類別」都需要使用同一組程式碼，就不用每個類別都寫一次這組程式碼；此外，用 include 或 extend 的方式引進「類別」，隨時可以「拔除」模組，而不會影響到「類別」裡面原有的功能。

書上有教，「模組」有以下兩個特性：

模組不能實體化

module Flyable 
end  Flyable.new    #這樣不行

模組沒有繼承功能

module Eatable < Flyable 
end   #這樣也不行

But why ???

模組為什麼不能實體化？
模組為什麼不能繼承？
類別和模組究竟有什麼差別？

以上三個問題，我們可以從 Ruby Object Model 得到解答

二、Ruby Object Model 怎麼運作？

假設今天有個「Cat 類別」繼承至「Animal 類別」：

class Animal
endclass Cat < Animal
endkitty = Cat.new

未來若程式碼一多的時候，若想知道繼承至誰、是由誰生出來的實體時，可以下以下指令：

繼承至誰：ex. Cat.superclass => 即可查到是 Animal
實體是由誰 new 出來的：ex. kitty.class => 即可查到是 Cat

現在，開啟我們的好奇心，開始來探索 Ruby Object Model 的運作：

往上展開好奇心，讓 superclass 帶領我們

往上想知道 Animal 是繼承至誰
於 VScode 寫上 p Animal.superclass
並在終端機執行此 rb 檔
可以得到 Object：Animal 是繼承至 Object

那 Object 繼承至誰？

（重複上面的步驟）
可以得到BasicObject：Object 繼承至 BasicObject

那 BasicObject 繼承至誰？

可以得到nil：上面沒人了

往右展開好奇心，讓 class 帶領我們

往右想知道 kitty 是被誰 new 出來的
於 VScode 寫上 p kitty.class
並在終端機執行此 rb 檔
可以得到 kitty 是被 Cat new 出來的

那 Cat 是被誰 new 出來的？

（重複上面的步驟）
可以得到 Cat 是被 Class new 出來的

那 Animal 是被誰 new 出來的？

可以得到 Animal 是被 Class new 出來的(?!)

那 Object 是被誰 new 出來的？

可以得到 Object 是被 Class new 出來的(?!!)

那 BasicObject 是被誰 new 出來的？

可以得到 BasicObject 是被 Class new 出來的(?!!!)

所以，其實所有的「類別」(class) 的 class 是 Class !!!

繼續往右、往上展開好奇心

那 Class 是被誰 new 出來的？

可以得到 Class 是被 Class new 出來的。自己 new 自己？！

那 Class 繼承至誰？

可以得到Class 繼承至 Module (齁?!)

那 Module 繼承至誰？

可以得到Module 繼承至 Object (咦?!)

那 Module 是被誰 new 出來的？

可以得到 Module 是被 Class new 出來的。

再看一次這個圖，可以發現：

所有的「物件」都有一個 class 方法
其實所有的「類別」(class) 以及 Module 的 class 都是 Class
Module 雖然繼承至 Object，但其實 Object 是個空物件。當使用 p Flyable.superclass 時，訊息會出現 undefined method 'superclass' for Flyable:Module。沒有 superclass 這個方法的意思。

三、整理一下：「類別」跟「模組」的關係

我們來回答一開始的好奇：
類別和模組究竟有什麼差別？
模組為什麼不能實體化？模組為什麼沒有繼承功能？
模組為什麼不能繼承？

類別和模組究竟有什麼差別？
從運作圖我們可以發現，Class 是繼承於 Module，兩者其實是繼承關係（兩人原來是祖孫關係呀！）。

2. 兩人是繼承關係，那模組為什麼不能實體化？模組為什麼沒有繼承功能？

既然是繼承關係，我們就可以來找找看到底 Class 比 Module 多了哪些方法？

從p Module.instance_methods 知道 Module 有哪些方法
從 p Class.instance_methods 知道 Class 有哪些方法

=> 輸入：p Class.instance_methods - Module.instance_methods
=> 可以得到：[:allocate, :superclass, :new]

發現了嗎？
Class 比 Module 多了這三種方法 [:allocate, :superclass, :new]

也就是說，Module 本身就沒有 superclass 、 new、allocate 方法。

Module 沒有 new 方法，就不能產出別的實體。
Module 沒有 superclass 方法，代表往上也找不到它繼承於誰。

這就解釋了「為什麼模組不能實體化」、「為什麼沒有繼承功能」。

其他思考，為什麼 module ex. Flyable 可以用 include 或 extend 掛載在「類別（class）」裡：
「模組」本身就沒有繼承於誰，所以掛載在任何 class 身上，並不會影響到原本 class 的功能。

補充：
如果想查出某個類別的祖宗十八代可以使用 ex.：p Cat.ancestors。這可以連同繼承的類別及掛載的模組通通列出來。

四、模組(module) 和繼承(inheritance) 的差別

「模組」是一種「物件」，而「繼承」是一種「動作」。

從 Ruby Object Model 得知，「類別 Class」繼承於「模組 Module」，兩者是繼承關係。
「模組」本身沒有繼承功能，而是用 include 幫「實體」加上「實體方法」、用 extend 幫「類別」加上「類別方法」。（為類別裝上超人翅膀的概念）
「類別」本身則具有繼承功能，可以透過以下寫法，來達到繼承的目的：

class Animal
endclass Cat < Animal  #Cat 類別可以使用 < 大於的符號表示繼承於 Animal
end

理解 Ruby Object Model 著實花了一些力氣，雖然老師說理解 Ruby Object Model 對寫 Rails 的幫助不大，但了解他們之間的運作關係，在敲打 class 及 module 出來時能更有感覺，多了一份踏實感。

若有理解或觀念不正確之處，歡迎留言告訴我，我會非常感激您，希望這也會幫助到路過的新手們，謝謝：）

參考資料：

Astro Camp 課程
為自己學 Ruby On Rails（類別與模組）：https://railsbook.tw/chapters/08-ruby-basic-4.html