Singleton Class 與物件導向 <> 記錄指針不見了！我們該如何前進到下個島嶼

[Day29] 記錄指針是海賊王世界裡一種外觀像手錶，中央為球形的特殊羅盤。可以偵測並記下偉大航路內各個島嶼放出的磁場，為海上航行的船隻提供正確的路線。

延續昨天的主題，我們已經知道單體方法是怎麼被定義的，但它既不屬於類別方法，也不是實體方法，那它到底被定義在哪裡呢？

先說結論：單體方法被寫在 Singleton Class 裡。

走過的路 是一陣魔術···
···都化作這目光 吟唱成一首歌

抱歉突然想唱個歌，讓我們進入正題～

Singleton Class 是什麼？

如果是初學 Ruby 這門程式語言的朋友，一開始幾乎不太會接觸到 Singleton Class 的概念。在一般的繼承鍊裡，我們只學過 Class < Object < BaseObject 這種一直往上找，層層相疊的繼承關係。

不過實際上在 Ruby 的物件導向設計裡，還有一個非常神祕的類別，
那就是 Singleton Class：

  • 它是設計給單一物件使用的類別
  • 又被稱為 metaclass 或 eigenclass
  • 在 Singleton Class 上定義的方法就是單體方法

回顧昨天的例子：

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class Cat
  # ...
end

meme = Cat.new

def meme.feet
  puts "有穿白襪"
end

meme.feet          # => 有穿白襪

雖然單體方法 feet 是寫在類別的外面，但 Ruby 其實有偷偷為 meme 準備了一個 Singleton Class ，而 feet 方法就被定義在裡面：

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class Cat
  # ...
end

meme = Cat.new

# singleton class of meme
def meme.feet
  puts "有穿白襪"
end
# end

meme.feet          # => 有穿白襪

有看到 Singleton Class 嗎？

沒看到？

嗯··· 代表你非常正常！

通常在開了天眼後才看得到

所以泰安老師叫它「跟鬼一樣的類別」！

我要在哪裡找到 Singleton Class？

其實我還不知道如何在 irb 裡顯示物件的 Singleton Class，不過，通過類別物件的繼承或許可以看出一點端倪。

繼承最核心的概念就是子層類別的物件可以拿父層類別的方法來用，類別方法也同樣遵循著這套繼承的規則

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class Animal
  def self.all
    puts "全部的動物"
  end
end

class Cat < Animal
  def self.all
    puts "貓咪王國！"
  end
end

Cat.all            # => 貓咪王國！

如果有同名的類別方法，則會優先呼叫定義在 Singleton Class 的那個。

昨天有提到，類別方法其實也是單體方法的一種，所以每個類別的類別方法就會定義在自己的 Singleton Class 上，像是這樣：

現在我們知道了，當一個 Ruby 物件在呼叫方法時，會先往 Singlton Class 找看看，沒有的話，會再往上從繼承的類別裡尋找。

Ruby 裡的物件導向：

既然都已經講了 Singleton Class，那就不得不來介紹 Ruby 裡的物件導向了！

「物件導向」這四個字看起來又是個高大上，一開始總覺得如果能說清楚這個概念，好像自己會變很聰明，但事實上，它就只是個語言的設計概念。（另一個事實則是我笨）

接下來會用到這兩個方法：
|方法|說明
|—|—|
|superclass| 尋找自己繼承的父層類別
|class| 尋找自己所屬的類別

superclass 和 class 能有助於更加釐清 Singleton Class 以及 Ruby 裡物件導向的概念。

繼續沿用剛才的例子，並用這兩個方法來看看吧！

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class Cat
  # ...
end

meme = Cat.new

meme.class              # => Cat
meme.superclass         # => NoMethodError (undefined method `superclass' for #<Cat:0x00007fd482123eb0>)

咦？ superclass 噴錯了！不過沒關係，因為實體物件本來就沒有繼承的父層類別，繼續來看：

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Cat.class               # => Class
Cat.superclass          # => Object

Cat 這個類別是屬於一個叫做 Class 的類別，或者說，在 Ruby 裡，所有的類別都屬於 Class 這個類別。

而 Cat 這個類別是繼承自一個叫做 Object 的類別，”Object”，也就是物件的意思，以一個物件導向的語言來說，出現這個名字很合理，繼續看下去：

我們來對 Class 試試看吧：

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Class.class             # => Class
Class.superclass        # => Module

這次出現了有趣的事情，果然全天下的類別都是屬於 Class 這個類別，因此 Class 所屬的類別也是 Class 自己。

而 Class 繼承的類別居然是 Module ! 這不是模組嗎？不過仔細一瞧才發現大寫的 Module 是類別，小寫的 module 則是模組，只是，Ruby 設計者沒想過會讓大家困惑嗎 XDDD

做一個模組出來試試看：

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module Flyable
end

Flyable.class           # => Module
Flyable.superclass      # => NoMethodError (undefined method `superclass' for Flyable:Module)

Flyable 這個模組屬於 Module 這個類別，而 Flyable 沒有向上的繼承類別（這是因為 Ruby 裡的模組本來就無法繼承）

但令人驚訝的是 Class 竟然是繼承自 Module ！當初在學習時，就有發現模組和類別兩個概念很像，但我原本一直以為模組可能是類別的副產品之類的，

沒想到···竟然是反過來
真是世事難料啊!!!

接著我們來看看這個 Object

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Object.class            # => Class
Object.superclass       # => BasicObject

不出所料，Object 的類別是 Class，而繼承自 BasicObject 類別這個又是什麼？名字怎麼都取這麼像啊！

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BasicObject.class       # => Class
BasicObject.superclass  # => nil

BasicObject 的類別也是 Class，而再往上就沒有了！

目前可以得到像這樣的圖：

最後來看 Module：

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Module.class            # => Class
Module.superclass       # => Object

嗯···類別是 Class，然後繼承自···咦！Object！那不就

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Object.class            # => Class
Class.superclass        # => Module
Module.superclass       # => Object

你們這樣繞來繞去，弄得我頭很痛啊！還好網路上已經有大大梳理好它們彼此之間的關係

看圖是不是清楚多了呢？
說實話，韓劇每個角色的關係圖都比這都複雜多了！

今天的文章就先到這裡了，

以上就是我對 Ruby 物件導向的理解，自己覺得這篇的脈絡有點亂，就和思緒一樣，可能也有一些理解錯誤的地方，大大們如果看到的話還請不吝指出，日後還會繼續進行釐清和整理的。

覺得好像感冒了…頭好昏啊！

參考來源
Metaprogramming in Ruby 2 - The Object Model
speedred - Ruby 的繼承鍊 (1) - 如何實踐物件導向