Ruby 的 Singleton 类
Ruby 对象模型有一个很特殊的存在，他就是单例类（Singleton Class），本章节中我们会对单例类做一个简单的介绍。
1. 什么是单例类
让我们从一个简单的例子开始：
实例
class Person
def a_name
'Andrew'
end
end
person = Person.new
puts person.a_name
puts person.class.instance_methods.grep /name/
# ---- 输出结果 ----
Andrew
a_name
这个是一个简单的例子，在类的本质中我们学习到了，如果要查找一个对象中的方法，要从他的类中查找，因为方法都是定义在类中的。
类其实也是对象，那么当我们定义类方法的时候，同理，方法应该存在于Class类中的，但是答案却是否定的。
实例：
class Person
def self.list
[ 'Andrew', 'Tom', 'Alice' ]
end
end
p Person.list
p Person.class.instance_methods.grep /list/
# ---- 输出结果 ----
["Andrew", "Tom", "Alice"]
[]
那么这个类方法到底放在了哪里呢，答案就是存在于单例类中。
我们可以使用singleton_class来获取一个对象的单例类。
实例：
class Person
def self.list
[ 'Andrew', 'Tom', 'Alice' ]
end
end
p Person.list
p Person.singleton_class.instance_methods.grep /list/
# ---- 输出结果 ----
["Andrew", "Tom", "Alice"]
[:list]
**解释：**当我们定义self.list的时候，实际上是告诉Ruby打开self的单例类，并在其定义list方法。
同理可知，所有的对象他们的方法实际上都存在于单例类之中。
实例：
class Person
def a_name
'Andrew'
end
end
person = Person.new
puts person.a_name
puts person.singleton_class.instance_methods.grep /name/
# ---- 输出结果 ----
Andrew
a_name
2. 单例类与类、对象之间的关系
现在让我们定义一个Student类和Person类。
实例：
class Person
def a_name
'Andrew'
end
end
class Student < Person
end
student = Student.new
p student.a_name
# ---- 输出结果 ----
'Andrew'
让我们输出它的祖先链：
p Student.ancestor
# ---- 输出结果 ----
[Student, Person, Object, Kernel, BasicObject]
让我们从头输出一下它祖先链类的部分：
p student.class
p student.class.superclass
p student.class.superclass.superclass
p student.class.superclass.superclass.superclass
# ---- 输出结果 ----
Student
Person
Object
BasicObject
现在让我们在中间输出它的每一个对象的单例类：
p student.singleton_class
p student.class
p student.class.singleton_class
p student.class.superclass
p student.class.superclass.singleton_class
p student.class.superclass.superclass
p student.class.superclass.superclass.singleton_class
p student.class.superclass.superclass.superclass
p student.class.superclass.superclass.superclass.singleton_class
# ---- 输出结果 ----
#<Class:#<Student:0x007f82f4170060>>
Student
#<Class:Student>
Person
#<Class:Person>
Object
#<Class:Object>
BasicObject
#<Class:BasicObject>
Tips：单例类输出前面会有一个
#，比如：通常我们说Person的单例类是#Person。
实例对象的单例类的超类是实例对象的类。
p student.class
p student.singleton_class.superclass
# ---- 输出结果 ----
Student
Student
类的单例类的超类等于类的超类的单例类。
p student.class.singleton_class.superclass
p student.class.singleton_class.superclass.superclass
p student.class.singleton_class.superclass.superclass.superclass
p student.class.superclass.singleton_class
p student.class.superclass.superclass.singleton_class
p student.class.superclass.superclass.superclass.singleton_class
# ---- 输出结果 ----
#<Class:Person>
#<Class:Object>
#<Class:BasicObject>
#<Class:Person>
#<Class:Object>
#<Class:BasicObject>
单例类同样也是Class类的对象。
p student.singleton_class.class
p student.class.singleton_class.class
# ---- 输出结果 ----
Class
Class
3. 打开单例类
我们可以通过class <<来打开单例类并且在其中定义方法。
实例：
普通实例对象：
class Person
end
person = Person.new
class << person
def name
'Andrew'
end
end
puts person.name
# ---- 输出结果 ----
Andrew
对于类您同样可以这么使用：
class Person
end
class << Person
def list
['Andrew', 'Alice']
end
end
p Person.list
# ---- 输出结果 ----
["Andrew", "Alice"]
或者在类的内部打开单例类：
class Person
class << self
def list
['Andrew', 'Alice']
end
end
end
p Person.list
# ---- 输出结果 ----
["Andrew", "Alice"]
4. 小结
本章节我们学习了 Ruby 中单例类的知识，学习到了：
- 定义对象的方法的时候（包括类），所有的方法都是定义到了单例类中。
- 每一个对象都有单例类（包括类）。
- 实例对象的单例类的超类是实例对象的类。
- 类的单例类的超类等于类的超类的单例类。
- 单例类同样也是
Class类的对象。 - 我们可以通过
class <<来打开单例类并定义方法。