元编程：方法

这个章节主要是通过两种方式来解决静态语言中重复编码的问题，这两种方法分别是动态方法和幽灵方法。

1.待改写的冗余代码

#Ds模拟数据库
class Ds
  def get_mouse_info(id)
    puts "this is #{id} mouse information"
  end

  def get_cpu_info(id)
    puts "this is #{id} cpu information"
  end
end

class Computer
  def initialize(id, data_source)
    @id = id
    @data_source = data_source
  end

  def mouse
    info = @data_source.get_mouse_info(@id)
    puts info
  end

  def cpu
    info = @data_source.get_cpu_info(@id)
    puts info
  end
end

cp = Computer.new(1, Ds.new)
cp.mouse

2.动态派发和动态方法

动态派发：在代码运行期间，直到最后一刻才决定调用哪个方法，比如使用send方法.
动态方法：在运行时定义方法的技术，比如define_method.

#动态派发实例
class MyClass
  def my_method(my_arg) 
    puts my_arg*2 
  end
end
obj = MyClass.new
obj.my_method(3) #=>6
#当你调用一个方法时，实际上是给一个对象发送了一条消息代码如下所示：
obj.send(:my_method, 3) #=>6
obj.send("my_method", 6) #=>6
obj.send(my_method, 6) #=> undefined local variable or method

#动态方法实例
class MyClass
  define_method :my_method do |my_arg|
    puts my_arg*3
  end
end

obj = MyClass.new
obj.my_method(2)

上面的两段代码分别显示了方法定义和方法调用的非常规形式：
1. 使用define_method代替def关键词，实现类定义的作用.
2. 使用“.”来进行方法调用.

3.动态方法改写冗余代码

3.1.添加动态派发

class Ds
  def get_mouse_info(id)
    puts "this is #{id} mouse information"
  end

  def get_cpu_info(id)
    puts "this is #{id} cpu information"
  end
end

class Computer
  def initialize(id, data_source)
    @id = id
    @data_source = data_source
  end

  def mouse
    component :mouse
  end

  def cpu
    component :cpu
  end

  def component(name)
    info = @data_source.send "get_#{name}_info", @id
    puts info
  end
end

cp = Computer.new(1, Ds.new)
cp.mouse

3.2.添加动态方法

class Ds
  def get_mouse_info(id)
    "this is #{id} mouse information"
  end

  def get_cpu_info(id)
    "this is #{id} cpu information"
  end
end

class Computer
  def initialize(id, data_source)
    @id = id
    @data_source = data_source
  end

  def self.define_component(name)
    define_method(name){
      info = @data_source.send "get_#{name}_info", @id
      puts info
    }
  end

  define_component :mouse
  define_component :cpu
end

cp = Computer.new(2, Ds.new)
cp.keyboard  # this is 2 keyboard information

3.3.使用内省方法

内省方法:在初始化的时候就对代码进行了优化，其中在初始化过程中使用如下代码：

class Ds
  def get_mouse_info(id)
    "this is #{id} mouse information"
  end

  def get_cpu_info(id)
    "this is #{id} cpu information"
  end
end

class Computer
  def initialize(id, data_source)
    @id = id
    @data_source = data_source
    #内省
    data_source.methods.grep(/^get_(.*)_info$/){ Computer.define_component $1 }
  end

  def self.define_component(name)
    define_method(name){
      info = @data_source.send "get_#{name}_info", @id
      puts info
    }
  end
end

cp = Computer.new(2, Ds.new)
cp.keyboard  # this is 2 keyboard information

4. 幽灵方法

我自己的理解就是当一个对象调用方法的过程中，当这个方法不存在的时候，那么后台会报没有定义方法这个错误.
其实ruby的机制是当这个方法不存在的时候，对象会调用method_missing方法，这个方法是BasicObject类的实例方法.

class Demo
end

obj = Demo.new
obj.cc #undefined method "cc"

#使用method_missing方法对代码进行改写.
class Demo
  def method_missing(method, *args)
    puts "this is the method missing"
  end
end

obj = Demo.new
obj.cc #this is the method missing

#上面的代码其实用到的是monkey patch,下面介绍另外一个关键词super
class Demo
  def method_missing(method, *args)
    return "this is the method missing" if method =~/cc/\
    #若与/cc/不匹配，那么执行super代码,返回到BasicObject类定义的method_missing
    super
  end
end

obj = Demo.new
obj.cc #this is the method missing
obj.dd #undefined method "dd"

5. 通过幽灵方法改写代码

class Ds
  def get_mouse_info(id)
    "this is #{id} mouse information"
  end

  def get_cpu_info(id)
    "this is #{id} cpu information"
  end
end

class Computer
  def initialize(id, data_source)
    @id = id
    @data_source = data_source
  end

  def method_missing(name, *args)
    super if !@data_source.respond_to?("get_#{name}_info")
    info = @data_source.send("get_#{name}_info", args[0])
    puts info   
  end
end

cp = Computer.new(2, Ds.new)
cp.mouse  # this is  mouse information

上述的代码出现两个问题：
问题1：没有呈现出id的值，这个问题目前找不到比较合适的解决方法。
问题2：像比如keyboard这些ghost不是真正的方法，如下面的代码所示：
cp = Computer.new(2, Ds.new)
cp.respond_to?(:keyboard)   #=>false

解决问题2的方式可以通过猴子补丁的形式respond_to?方法来解决

class Computer
  def respond_to?(method)
    @data_source.respond_to("get_#{method}_info") || super
  end
  ##
cp = Computer.new(2, Ds.new)
cp.respond_to?(:keyboard)   #=>true

6. 幽灵方法中出现死循环

#method_missing方法出现了未被定义的方法或者变量
class Roulette
  def method_missing(name, *args)
    person = name.to_s.capitalize
    3.times do 
      number = rand(10) + 1
      puts "#{number}"  
    end
    #number是未被定义的变量
    "#{person} got a #{number}"
  end
end

number_of = Roulette.new
puts number_of.bob
puts number_of.frank 

#代码修正
class Roulette
  def method_missing(name, *args)
    person = name.to_s.capitalize
    super unless %w[Bob Frank Bill].include? person
    number = 0
    3.times do 
      number = rand(10) + 1
      puts "#{number}"  
    end
    "#{person} got a #{number}"
  end
end

number_of = Roulette.new
puts number_of.Bob
puts number_of.frank 

7. 幽灵方法中出现方法冲突

#method_missing和真实存在方法冲突时，执行真实方法，忽略method_missing方法
class Ds
  def get_display_info(id)
    "this is #{id} display information"
  end
end

class Computer
  def initialize(id, data_source)
    @id = id
    @data_source = data_source
  end

  def method_missing(name, *args)
    super if !@data_source.respond_to?("get_#{name}_info")
    info = @data_source.send("get_#{name}_info", args[0])
    puts info   
  end
end

cp = Computer.new(2, Ds.new)
cp.display#  <#Computer: xxxxxx>

#display是Object的实例方法：
Object.instance_methods.grep(/display/) #=>display

8. 使用白板

作用：避免方法冲突
两种方式：
1、Module#undef_method方法来删除所有继承来的方法
2、Module#remove_method方法来删除接受者自己的方法，而保留继承来的方法。

#通过下面的语句可以把Computer类编程一个白板
class Computer
  instance_methods.each do |m|
    undef_method m unless m.to_s =~ /method_missing|respond_to?/
  end
#……
#……
end

#上面的代码会报两个warning：
 warning: undefining `object_id' may cause serious problems
 warning: undefining `__send__' may cause serious problems

#为了安全起见，这两个保留方法不能够删除，因此改动上面的代码：
class Computer
  instance_methods.each do |m|
    undef_method m unless m.to_s =~ /^__|object_id|method_missing|respond_to?/
  end
#……
#……
end

9.使用method_missing和白板进行改写

class Ds
  def get_mouse_info(id)
    "this is #{id} mouse information"
  end

  def get_cpu_info(id)
    "this is #{id} cpu information"
  end
end

class Computer
  instance_methods.each do |m|
    undef_method m unless m.to_s =~ /^__|object_id|method_missing|respond_to?/
  end

  def initialize(id, data_source)
    @id = id
    @data_source = data_source
  end

  def method_missing(name, *args)
    super if !@data_source.respond_to?("get_#{name}_info")
    info = @data_source.send("get_#{name}_info", args[0])
    puts info   
  end

  def respond_to?(method)
    @data_source.respond_to("get_#{method}_info") || super
  end 
end

cp = Computer.new(2, Ds.new)
cp.keyboard  # this is  keyboard information

10. 幽灵方法的性能考虑

#使用幽灵方法比使用普通方法要慢，因为在调用幽灵方法时，方法查找的路径一般要更长一些
class String
  def method_missing(method, *args)
    method == :ghost_reverse ? reverse : super
  end
end

require 'benchmark'

Benchmark.bm do |b|
  b.report 'Normal method' do
    1000000.times{ "abc".reverse }
  end

  b.report 'Ghost method' do
    1000000.times{ "abc".ghost_reverse }
  end
end

性能比较