Ruby:ブロックを用いて、スコープを思い通りに飛び越える。

ブロックとスコープ

rubyにおいて、スコープを思い通りに飛び越えて変数を共有、変更するために、
ブロックは引数+αの要素として、メソッドに渡すイメージ。無名引数のようなもの。yieldで渡されたブロックを呼び出すことができる。

通常のスコープ

sample.rb

def mymethod
  x = "Goodbye"
  yield("cruel")
end
x = "Hello"
my_method {|y| "#{x},#{y} world" } # => "Hello, cruel world"

def just_yield
  yield
end 

ブロックを定義する時、その時点でその場にある束縛を所得する。
メソッド内にも別でxという変数は定義されているので、この場合、goobyeの方でxが書き換えられてしまいそうだが、実際にはブロックが定義された時のxを見ている。メソッドにある束縛はブロックからは見えない。

sample.rb

top_level_variable = 1

just_yield do
  top_variable += 1
  local_to_block = 1 #新しい束縛
end

top_level_variable # => 2
local_to_block # => Error!

このようにblockの中で変数を定義することは可能ではあるが、ブロックの外に出ることはできない。

sample.rb

v1 = 1
class MyClass
  v2 = 2
  local_variables # => [:v2]
  def my_method
    v3 = 3
    local_variables
  end
  local_variables
end

obj = MyClass.new
obj.my_method # => [:v3]
local_variables # => [:v1, :obj]

また、rubyでは新しいスコープに入る度に以前の束縛は新しい束縛に置き換えられる。よって、MyClass内に入ると、v１はスコープを外れて見えなくなる。
ただし、インスタンス変数はそのインスタンスが保持するものであるため、メソッドから、、同じオブジェクトのメソッドを呼び出したとしても、変わることはない。

スコープゲート

スコープが新しくスコープをオープンする場所は3つある。
・クラス定義
・モジュール定義
・メソッド
プログラムはスコープをclass,defなどのキーワードによって、判別するため、これらのスコープゲートを超えてローカル変数を渡したい場合には、単にclassやdefなどを使わない定義の仕方をすれば良い。

sample.rb

my_var = "成功"
MyClass = Class.new do

  puts "クラス定義の中は#{my_var}"

  define_method :my_method do
    "メソッド定義の中も#{my_var}"
  end
end

このように記述することで、スコープゲートを飛び越えることができる。

instance_eval

sample.rb

class MyClass
  def initialize
    @v = 1
  end
end

obj = MyClass.new

obj.instance_eval do
  self # => #<MyClass:igaerig324 @v = 1>
  @v #=> 1
end

インスタンスに渡されたブロックはレシーバをselfにしてから評価されるため、レシーバのprivateメソッドや、@vのようなインスタンス変数にもアクセスすることができる。
また

sample.rb

v = 2
obj.instance_eval{ @v = v }
obj.instance_eval{ @v } # => 2

このようにインスタンス変数をローカル変数で書き換えることもできる。

instance_exec

instance_evalのもう少し柔軟になったバージョンにinstance_execがある。

sample.rb

class C
  def initialize
    @x = 1
  end
end

class D
  def twisted_method
    @y = 2
    C.new.instance_eval{ "@x: #{@x}, @y: #{@y}" }
  end
end 

D.new.twisted_method #=> "@x: 1, @y: "

instance_evalはselfをレシーバにするため、呼び出し側のインスタンス変数はスコープから溢れてしまう。
これを防ぐためにinstance_execで@yの値をブロックに渡せば良い。

sample.rb

class D
  def twisted_method
    @y = 2
    C.new.instance_eval(@y){ |y| "@x: #{@x}, @y: #{y}" }
  end
end 

Procオブジェクト

Procはブロックをオブジェクトにしたもの。

sample.rb

inc = Proc.new {|x| x + 1}
inc.call(2) # => 3

このように、ブロックをオブジェクトとして、保存して、後から評価することができる。

sample.rb

dec = lambda {|x| x - 1}
dec.class #=> Proc
dec.call(2) #=> 1

メソッドに特別な引数を用意して、ブロックに束縛を割り当てることもできる。

sample.rb

def math(a, b)
  yield(a, b)
end

def do_math(a, b, &operation)
  math(a, b, &operation)
end

do_math(2, 3){|x, y| x * y} #=> 6

メモ

ensure

エラーが起きようがおきまいがどっちみち実行する。