面试题：Ruby模块中如何有效实现代码复用

Question

在Ruby中，模块常被用于提升代码复用性。请阐述模块中包含（include）、扩展（extend）和前置（prepend）这几种方法在实现代码复用方面的区别，并举例说明如何通过模块的方法定义及使用来复用代码。

Answer 1

包含（include）、扩展（extend）和前置（prepend）的区别

1. 包含（include）
   • 作用：将模块中的实例方法混入到类中，使得类的实例可以调用这些方法。它会把模块的实例方法添加到类的祖先链（ancestors chain）的较低位置，在类自身的实例方法之后。
   • 示例：

module Greeting
  def say_hello
    puts "Hello!"
  end
end

class Person
  include Greeting
end

person = Person.new
person.say_hello # 输出 "Hello!"

2. 扩展（extend）
   • 作用：将模块中的方法作为类的类方法使用，也可以将模块方法添加到对象的单例类（singleton class）中，使对象可以调用这些方法。它把模块的方法添加到类的祖先链的较高位置，在类自身的类方法之前。
   • 示例：

module MathUtils
  def square(x)
    x * x
  end
end

class Calculator
  extend MathUtils
end

puts Calculator.square(5) # 输出 25

3. 前置（prepend）
   • 作用：将模块中的实例方法混入到类中，但是与 include 不同，它把模块添加到类的祖先链的较高位置，在类自身的实例方法之前。这意味着如果类和模块有同名方法，模块中的方法会优先被调用。
   • 示例：

module Logging
  def say_name
    puts "Logging: Before saying name"
    super
    puts "Logging: After saying name"
  end
end

class Animal
  def say_name
    puts "I am an animal"
  end
end

Animal.prepend Logging
animal = Animal.new
animal.say_name
# 输出：
# Logging: Before saying name
# I am an animal
# Logging: After saying name

通过模块方法定义及使用复用代码示例

1. 模块定义及类使用示例
   • 模块定义：

module Utility
  def format_number(number)
    format("%.2f", number)
  end

  def reverse_string(str)
    str.reverse
  end
end

• 类使用：

class DataProcessor
  include Utility

  def process_data(number, string)
    formatted_number = format_number(number)
    reversed_string = reverse_string(string)
    puts "Formatted number: #{formatted_number}, Reversed string: #{reversed_string}"
  end
end

processor = DataProcessor.new
processor.process_data(123.456, "hello")
# 输出：Formatted number: 123.46, Reversed string: olleh

2. 模块作为类方法扩展示例
   • 模块定义：

module FileUtils
  def read_file(file_path)
    File.read(file_path) if File.exist?(file_path)
  end

  def write_file(file_path, content)
    File.write(file_path, content)
  end
end

• 类使用：

class FileOperator
  extend FileUtils
end

FileOperator.write_file('test.txt', 'This is a test')
puts FileOperator.read_file('test.txt')