Summary of Ruby

 Rubyの概要

Rubyの概要
Summary of Ruby as Programming Language

2011年05月26日
鹿児島大学　学術情報基盤センター
学術情報処理研究部門
古屋　保
furuya@cc.kagoshima-u.ac.jp

May 26, 2011 © Tamotsu FURUYA, All rights reserved. 1

 Rubyの概要

内容
1. Rubyとは
2. Rubyの処理系
3. Rubyのセットアップ
4. スクリプトの作成と実行
5. 基本文法
6. クラスについて
7. Ruby on Rails
8. おわりに


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1. Rubyとは
● Rubyとは
– まつもとゆきひろ（通称Matz）さんによって開発されたオブ
ジェクト指向スクリプト言語
– 1993年開発開始〜1995年12月にfj上で発表された．
– 主な適用分野

テキスト処理

システム管理

ネットワーク・プログラミング
 Webアプリケーション開発
（Ruby on Rails）
– もちろんフリーソフトウエア

出典: オブジェクト指向スクリプト言語 Ruby, URL http://www.ruby-lang.org/ja/


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1. Rubyとは
● Rubyの特徴
– オブジェクト指向言語

数値などプリミティブなものも含めて，すべてのデータがオブ
ジェクトである．
 多重継承に代わるMix-in機能を持つ

豊富なクラスライブラリ
– マルチスレッド，GC，正規表現のサポート
– 簡潔な文法

型宣言が不要

ブロック付きメソッド，イテレータ

「より良いPerl」，「ALGOLの皮を被ったLisp」などと呼ばれる
「より良いPerl」，「ALGOLの皮を被ったLisp」などと呼ばれる
参考: Yugui，初めてのRuby，オライリージャパン


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2. Rubyの処理系
● Rubyの処理系
– MRI（Matz's Ruby Implementation）
 Matz自身によって開発されていた公式実装
 C言語による実装（CRuby）で最も使用されている
 バージョン1.8系統と1.9系統が混在中
– YARV（Yet Another Ruby VM）

笹田耕一氏（東大大学院）により開発された処理系

バイトコードインタプリタ
● JIT方式でバイトコードにコンパイルされ，VM上で実行
 Ruby 1.9以降よりMRIに正式組込み


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2. Rubyの処理系
●
主なその他の実装
– JRuby
 Javaベースの実装のためプラットフォーム非依存
（JavaでRubyランタイムインタプリタを実装）
 JavaだけでRubyスクリプトが実行可能
 RubyからJava APIが使用可能
– IronRuby
 .NET Framework上で動作する実装（JScriptと同様）
 DLR（Dynamic Language Runtime）上でRubyをサポート
– MacRuby
 Objective-Cで書かれた実装（Mac OS X上で動作）


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2. Rubyの処理系
● MRIバージョン体系
– 1.8系統
 2003年8月に1.8.0をリリース，2011年5月現在1.8.7
 現在広く利用されている，1.8系でしか動作しないライブラリも
存在
– 1.9系統
 2007年12月に1.9.0をリリース，2011年5月現在1.9.2

評価器を書き直すことで実行効率を向上
 Multilingualization（M17N）多数の文字エンコーディング
 RubyGems，Rakeが標準添付
 「夢のRuby2.0」への足がかり


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2. Rubyの処理系
●
実行モデル
– 1.8系統

ソースコードを解析して構文木を構築

構文木を巡りながらプログラムを実行
– 1.9系統

ソースコードを解析して構文木を構築

構文木をバイトコードに変換する
 独自の仮想マシン（YARV）で実行

参考: Yugui，初めてのRuby，オライリージャパン


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● Windows用 RubyInstaller
– サイトURL http://rubyinstaller.org/


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● yum
– RPM系Linux（RedHat Linux，Fedora，CentOS等）
– # yum install ruby
● apt
– Debian GNU Linux ，Ubuntu Linux，Vine Linux等
– $ sudo apt-get install ruby
●
MacPorts
– $ sudo port install ruby19 +nosuffix
– $ /opt/local/bin/ruby -v ==> Ruby 1.9
– $ /usr/bin/ruby -v ==> システムのRuby（Ver.1.8）


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● RubyGems
– Rubyのパッケージ管理システム
– Ruby 1.9より標準添付（1.8系では別パッケージ）
– PerlのCPANに似ている
– 外部ライブラリを簡単に導入，管理可能．

# Railsライブラリをインストールする
$ gem install rails
# インストール済みのライブラリを表示する
$ gem list
# ライブラリを検索する
$ gem list -r sqlite


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● RVM（Ruby Version Manager）
– 複数のRuby環境を構築できるツール
– 1.8系統と1.9系統の環境を簡単に切り替え可能
– RVMのインストール方法
 Webサイト（http://rvm.beginrescueend.com/）に記載

# RVMを使用して1.9系統をインストール
$ rvm install ruby-1.9.2
# RVMを使用して1.8系統をインストール
$ rvm install ruby-1.8.7
# 1.9系統環境を利用する
$ rvm use ruby-1.9.2
# 1.8系統環境を利用する
$ rvm use ruby-1.8.7

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●
簡潔な文法
– おまじない一切なし，いきなり書き始められる．
– Javaと異なり，必ずしもクラスを定義する必要はない．
– 式と式の区切りは改行だけでOK．（一応，セミコロン「；」
も利用可能）
– 自動的にファイルを閉じる（ブロック付きメソッド）．
#!/usr/bin/ruby
# -*- coding: utf-8 -*-

puts "Hello World!"
"こんにちは，世界！n".display
※1行目の「#!/usr/bin/ruby」はSheBang
※2行目は文字エンコーディングにUTF-8を指定している（マジックコメント）


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● Rubyの実行
– インタプリタの実行

シェル上で実行する
– 対話的実行環境（irb: interactive ruby）

# Rubyプログラムの実行
$ ruby hello.rb

# irbの実行
$ irb
irb(main):001:0> Time.now
=> 2011-05-23 11:22:55 +0900
irb(main):002:0> quit
$


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●
プログラムの簡潔さについて
– 次の課題をJava，Rubyそれぞれで実現させる場合のソースを
比較してみる．
 課題1行ごとに数値が記録されている任意のテキストファイルを
読み込み，そこに記録されている数値をすべて2倍にした値を画
面に出力させなさい．

テキストファイル例（data.txt）実行例
10 $ PROG data.txt
20 20
30 40
40 60
50 80
100


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● プログラム例（Javaの場合）
import java.io.*;
class Hoge {
public static void main(String[] args) {
String fname = args[0];
try{
BufferedReader br = new BufferedReader(
new FileReader(fname));
while ((String line = br.readLine()) != null)
System.out.println(Integer.parseInt(line) * 2);
br.close();
} catch (IOException e) {}
}
}


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● プログラム例（Rubyの場合）
fname = ARGV[0]
File::open(fname) { |f|
f.each do |line|
puts line.to_i * 2
end
}

$ ruby hoge.rb data.txt
20
40
60
80
100


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5. 基本文法
●
型宣言が不要（動的型付け言語）
– ポリモーフィズム（多様性，多態性）

データ型が異なっても同様に処理が可能
# 変数 i に整数を代入する
i = 6

# 文字列の代入も可能
i = "Hello"

# 文字列の長さを求める
puts i.size #=> 3

# 配列の代入も可能
i = [1, 2, 3, 4, 5]
puts i.size #=> 3

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5. 基本文法
●
すべてのデータがオブジェクト
– 数値や文字列等の基本的なデータもオブジェクト

# 通常の変数への文字列の代入
str1 = "hello"
str2 = "hello"

# それぞれのオブジェクトIDを確認
str1.object_id #=> 2152236160
str2.object_id #=> 2152228620

# 文字列の中身自体は等しい
str1 == str2 #=> true
# オブジェクトは異なる
str1.equal?(str2) #=> false


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5. 基本文法
●
ブロック付きメソッド
– メソッドの呼び出しの後にブロックを付ける事が可能
object.method名 ( 引数1, … ) do | 変数 |
…中略…
end

object.method名 ( 引数1, … ) { | 変数 |
…中略…
}

a = [1,2,3,4]
a.each do |i| a = [1,2,3,4]
puts i b = a.map {|i| i * 2}
end

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5. 基本文法
●
データ型について
– 基本的なデータ型に加えて，配列型，範囲型，ハッシュ型が
ある．

a = 100 # 数値型
b = "Hello" # 文字列型
c = [1, 2, 3] # 配列型
d = 1..3 # 範囲型

# ハッシュ型
e = {"Apr" => 4, "May" => 5, "Jun" => 6}
e = {:Apr => 4, :May => 5, :Jun => 6}
puts e[:May] #=> 5


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5. 基本文法
●
数値リテラルについて
– 多倍長整数をサポート（メモリが許す限り幾らでも大きな整
数を表現可能）
– 実数値はIEEE754の倍精度浮動小数点数（少なくとも仮数部
52bit，指数部11bitの精度）
– 整数のサイズ，実数の精度，共にシステムに依存

a = 2**64 # 2の64乗
puts a #=> 18446744073709551616

a = 1.0 / 3
printf("%.20fn", a) #=> 0.33333333333333331483


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5. 基本文法
●
文字列リテラルとシンボル（唯一性を維持）

# 結合と反復
puts "hello " + "world!" #=> "hello world!"
puts "hello " * 3 #=> "hello hello hello "

# 通常の変数への文字列（シンボル）の代入
str1 = :hello
str2 = :hello

# 値（文字列）は等しい
str1 == str2 #=> true
# オブジェクトも等しい（同一）
str1.equal?(str2) #=> true


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5. 基本文法
●
変数について
– 接頭文字により，インスタンス変数やクラス変数等を識別．
– 変数は値ではなくオブジェクトへの参照を保持する．

VAR = "constant" # 定数
$var = "global variable" # グローバル変数
var = "local variable" # ローカル変数
@var = "instance variable" # インスタンス変数
@@var = "class variable" # クラス変数

デフォルト値について
●
インスタンス変数とグローバル変数は，nil（値がないことを示す値）
●
他の変数はすべて参照する前に代入が必要


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5. 基本文法
●
配列について
– 配列は変数同様オブジェクトへの参照を保持する．
– v[0]は，実際はv[](0)というArray#[]メソッドである．
v = [31,"foo",7,"hoge"] # 配列リテラル
p v[1] #=> "foo" …添字参照
p v[-2] #=> 7 …負の添字も可能

v[1] = "boo" #=> [31,"boo",7,"hoge"] …添字代入
v[1,2] = "zoo",5 #=> [31,"zoo",5,"hoge"]

arr = ["C","D","B","A"]
p arr.sort #=> ["A","B","C","D"]
arr.sort! #=> ["A","B","C","D"] 破壊的メソッド


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5. 基本文法
●
イテレータ
– for文，while文よりもイテレータを多用．
– each，times，upto，loop等がある．

eachメソッド timesメソッド

[1, 2, 3].each do |i| 3.times do |i|
puts "Hello.#{i}" puts "Hello.#{i}"
end end


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5. 基本文法
●
メソッド
– すべてのメソッドは少なくとも1つのオブジェクトと対応

メソッドの定義例メソッドの定義例（多値の返却）

def kasan(x, y) def my_method(x)
x + y return x, 1, 2
end end
puts kasan(3, 5) a, *b = my_method(0)


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5. 基本文法
●
メソッド
– ブロック付きメソッド
ブロック付きメソッドの呼び出し例ブロック付きメソッドの定義例

a, b = "apple", "banana" def my_method
[1,2,3].each do |a| yield "apple"
a, b = 1, 2 yield "banana"
end end
puts a, b my_method do |i|
p i
#=> "apple" end
2
#=> "apple"
"banana"


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●
クラスの定義
– クラス階層は単一階層（トップはObjectクラス※）
– コンストラクタは initialize メソッド
class Person
def initialize
puts "INIT."
@b_year = 1986
end
def foo
puts @b_year
end
end
p1 = Person.new #=> "INIT."
p1.foo #=> 1986

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●
継承（サブクラス化）
– class文に「＜」とスーパークラス名を追加

class Person
def foo
puts "Hello!" 「Person」クラスの
end サブクラス「Worker」
end を定義

class Worker < Person
end

w1 = Worker.new
w1.foo #=> "Hello!"


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●
（継承ではなく）クラス定義を追加可能．
class Person
def foo
puts "Hello!"
end 以前のクラス定義を
end 破棄する事なく，
class Person 新たな機能を追加定義
def foo することが可能
puts "Good bye"
end
end

p1 = Person.new
p1.foo #=> "Good bye"


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●
オープンクラス
– 既に定義されているクラスに後から機能を追加可能．
– （場合によっては）標準クラスも書き換え可能．

class String まずは「length」メソッド
undef length は無かったことにする．

def lengchu
return 12345 新たに「lengchu」メソッ
end ドを追加してみる．
end
p "hello".length #=> エラー
p "hello".lengchu #=> 12345


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●
モジュール
– Mix-inとして使用される（多重継承の代わり）
module SatsumaImo
モジュールの定義
def msg （インスタンス化は不可）
puts "..Imo.."
end
end モジュールを使用する際は
include する
class Shouchu < Osake
include KomeKouji, SatsumaImo
end

s1 = Shouchu.new
s1.msg #=> "..Imo.."


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7. Ruby on Rails
● Ruby on Rails（以下，Rails）とは
– RubyによるWebアプリケーションフレームワーク
– ライブラリとユーティリティプログラムのパッケージ
– デンマークのDavid Heinemeier Hansson氏（通称DHH）によっ
て開発
– MVC（Model-View-Controller）アーキテクチャをサポート
– オープンソースウエアである
– RubyGemsにより配布されている
– Twitter※注，Groupon，楽天

参考: Ruby on Rails URL http://rubyonrails.org/
※注最近ではバックエンドやインフラを「Scala」に置き換えている


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7. Ruby on Rails
● Railsの全体概要
Railsは，これら複数のライブラリからなる
フルスタックフレームワークである．


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7. Ruby on Rails
● Railsアプリケーション作成概要
– まずは，railsコマンドでスケルトン作成
– コマンド「rails new アプリケーション名」で作成可能．
# Railsアプリケーションのスケルトン作成
$ rails new blog
create
create README
create Rakefile
create config.ru
create .gitignore
create Gemfile
create app
create app/controllers/
:


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7. Ruby on Rails
– Webサーバ機能
 コマンド「rails server」でRails付属のWebサーバが起動．

# 作成されたディレクトリに移動
$ cd blog
# アプリに必要なGemをインストール
$ bundle install
# Webサーバの起動
$ rails server
=> Booting WEBrick
=> Rails 3.0.4 application starting in ...
=> Call with -d to detach
=> Ctrl-C to shutdown server
: http://localhost:3000/


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7. Ruby on Rails
– Scaffold
 データベース内のデータの登録，読み込み，更新，削除（CRUD
操作）のために必要なコード（モデル，コントローラ，ビュー
のセット）を生成するしくみ

# Railsコマンドでscaffoldを利用する
$ rails generate scaffold Post name:string title:string
content:text
invoke active_record
create db/migrate/20110309010212_create_posts.rb
create app/models/post.rb
invoke test_unit
create 15個程度のファイル（モデル
test/unit/post_test.rb
: やビューなどのプログラム
コード）を作成


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7. Ruby on Rails
– rake（ビルドツール，MakeのRuby版）でデータベースのマイ
グレーションを行う．

# rakeコマンドでDBマイグレーションの実行
$ rake db:migrate
== CreatePosts: migrating ================
-- create_table(:posts)
-> 0.0021s
== CreatePosts: migrated (0.0022s) =======

postsテーブルを自動生成


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7. Ruby on Rails
● O/Rマッピング
– DBのレコードとRubyのオブジェクトをマップする．
– テーブルのフィールドが，オブジェクトの属性となり，フィー
ルド名がそのままアクセサとして定義される．
– ActiveRecord（DB抽象レイヤモジュール）の機能

Postオブジェクト postsテーブル


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7. Ruby on Rails
– 既にCRUDアプリケーションは完成している．

http://localhost:3000/posts


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8. おわりに
● Rubyの利用状況
– 2010年10月現在，デプロイ
されているRubyのバージョ
ンの統計
– 1.9系への移行メリット

多言語化
 VMによる高速化
– 懸念材料
 1.9未対応のライブラリが
存在する．

出典: RailsLab .:. State of the Stack: A Ruby on Rails Benchmarking Report - 05 October 2010
URL http://railslab.newrelic.com/2010/10/05/state-of-the-stack-a-ruby-on-rails-benchmarking-report-05-october-2010


 Rubyの概要

8. おわりに
● Railsの利用状況
– 2010年10月現在，デプロイ
されているRailsのバージョ
ンの統計
– Rails3への移行メリット
 HTML5へのいち早い対応
 jQueryも正式サポート
 Ruby1.9への本格対応

パフォーマンスの向上

柔軟なカスタマイズ性

参考: 松田明著「詳解Rails3」WEB+DB PRESS Vol.58 技術評論社
出典: RailsLab .:. State of the Stack: A Ruby on Rails Benchmarking Report - 05 October 2010
URL http://railslab.newrelic.com/2010/10/05/state-of-the-stack-a-ruby-on-rails-benchmarking-report-05-october-2010


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8. おわりに
●
まとめ
– Rubyは純粋なオブジェクト指向言語である．
– すべてのデータがオブジェクトである．
– 予約語あるいは演算子の様で実はメソッド
（例 include, 1+2, a[0]，等）
– Conversion over Configuration（設定より規約）
– Ruby1.8からRuby1.9へ，Rails2からRails3へのバージョン移行の
問題
– 公式実装MRI（cRuby）が先を行っているが，JRubyも気になる
存在．
– とにかく，プログラミングしていて楽しい！


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9. おまけ
●
プログラミング例

$ irb --simple-prompt

>> p 3.14156.round(2)
=> 3.14

>> require 'active_support/all'
=> true

>> Time.now
=> 2011-05-24 19:16:52 +0900
>> p 2.weeks.ago
=> 2011-05-10 19:17:03 +0900


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9. おまけ
●

>> "student".pluralize
=> "students"

>> "ruby".pluralize
=> "rubies"

>> %w[apple banana orange].sample(1)
=> ["orange"]

>> %w[apple banana orange].sample(1)
=> ["apple"]


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9. おまけ
●
def fact(n)
if n == 1
1
else
n * fact(n - 1)
end
end
print "20!=", fact(20)
#=> 20!=2432902008176640000

(1..20).reduce{|s, x| s * x}
(1..20).reduce(:*)

参考: まつもとゆきひろ，Rubyビジネスの将来


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