第1章 Ruby初探

来源、版次与运行边界

“第1章 Ruby初探”以作者维护的第 5 版支持页核定 2016 年 3 月 12 日首刷、两位作者、松本行弘监修以及四部分 23 章目录；逐章程序清单、练习答案和勘误只作为公开支持材料，不被冒充为原书全文。

对“第1章 Ruby初探”而言，中文解释、示例、交互、练习和答案均为独立教学重写；站内中文章名是与官方 23 章顺序对应的课程映射，不宣称是日文小节的逐字翻译，也不从公开程序清单复制整段实现。

“第1章 Ruby初探”固定在 Ruby 2.3 语境；Ruby 2.3.0 官方文档与稳定版发布说明用于核对当时可用的语言和标准库行为。现代 Ruby 的差异只能另列迁移说明，不能静默改变本页示例的版本结论。

围绕“怎样区分 Ruby 文件运行、命令行执行与交互环境显示的责任？”，本页验收“第1章 Ruby初探的输入样本、接收者与方法、关键状态前后值、正常与失败输出、异常或退出状态，以及复位后的再次运行记录。”。先预测正常轨迹，再只注入“把交互环境自动显示的表达式结果误当成脚本输出”；若无法定位第一处状态分岔，就拒绝当前解释。

从一次可重复运行开始：Ruby的运行方法

学习Ruby的第一个障碍不是语法，而是没有区分“程序产生了输出”和“交互环境替你显示了表达式的值”。把1 + 2输入IRB会看到=> 3，因为IRB执行read-eval-print loop；把同样一行保存到hello.rb后运行，程序正常结束，却不会自动显示3。要求每次实验先写明由谁读取source、谁显示结果、谁决定进程退出状态。

# hello.rb
name = ARGV.fetch(0, "Ruby")
puts "Hello, #{name}!"
p({ ruby: RUBY_VERSION, argument_count: ARGV.length })

运行ruby hello.rb Matz会由程序明确输出问候与诊断Hash。ARGV保存脚本参数，不包含Ruby可执行文件和脚本名；fetch(0, "Ruby")在没有第一个参数时给出默认值。真正可复现的最小记录应包括Ruby版本、运行命令、当前目录、输入参数、标准输出、标准错误和exit status。

先预测：ruby -e '1 + 2'会不会显示3？不会，因为-e只提供source，不改变普通文件模式的输出规则；写成ruby -e 'p 1 + 2'才显示。这个小差异能发现大量“在IRB能运行、放进脚本却什么也没有”的误判。

ruby命令的执行方法与irb命令的执行方法

ruby file.rb适合完整程序；ruby -c file.rb只检查语法，不执行顶层副作用；ruby -w启用常见warning；ruby -Ilib把目录加入load path。IRB适合探索对象和方法，但历史状态会污染实验：前一条定义的局部变量、方法或被加载的库仍然存在。遇到可疑结果应重启IRB，或者把最小复现写成独立文件。

load "config.rb"每次都会重新执行文件，require "json"通常每个feature只加载一次；它们不是等价的“引用文件”。本章先记住边界，第3章再把命令与文件读取连成完整工具。不要让业务逻辑依赖当前目录偶然存在某个文件，路径归属必须明确。

程序解说：对象与方法

Ruby把字符串、整数、数组、类乃至方法返回值都作为对象处理。表达式"ruby".upcase可读成：以字符串对象为receiver，发送upcase方法消息，得到新的"RUBY"对象。比“一切皆对象”的口号更有操作性，因为调试时要同时回答receiver是什么、method是什么、arguments是什么、result是什么。

word = "Ruby"
length = word.length
upper = word.upcase
 
p word: word, length: length, upper: upper
p word.class          # String
p length.class        # Integer
p word.equal?(upper)  # false: upcase返回另一个对象

括号常可省略，例如puts("hello")与puts "hello"都合法；但在嵌套调用或参数边界不清时保留括号。object_id和equal?观察identity，==通常观察value equality。不要因为两个字符串内容相等就假定它们是同一个对象，也不要在业务代码里把object_id当持久标识。

字符串与中文的输出：引号、插值、换行和编码

双引号字符串处理\n等escape并执行#{...}插值；单引号字符串只对少数escape特殊处理，不执行插值。把数据和展示模板连接起来，但不能替代SQL参数、shell escaping或HTML escaping。

language = "Ruby"
version = RUBY_VERSION
 
puts "#{language} #{version}\nready"
puts '#{language} is not expanded'
puts "2 + 3 = #{2 + 3}"

Source文件按目标Ruby与编辑器约定保存为UTF-8，现代Ruby通常默认UTF-8 source encoding；第19章会系统处理Encoding。所谓“中文的输出”至少跨越source bytes、String encoding、stdout external encoding与终端字体四层。出现乱码时记录__ENCODING__、string.encoding和STDOUT.external_encoding，不能只反复改字面量。

puts方法与p方法：面向用户和面向诊断

puts调用对象的字符串表示并追加换行，数组会逐元素输出；p输出更接近inspect，保留引号、escape和容器结构，并返回被输出对象。适合开发日志，却不保证是稳定序列化格式。

value = "line 1\nline 2"
items = ["a", "b"]
 
puts value
p value
puts items
p items
warn "diagnostic goes to stderr"

面向用户的CLI输出使用明确格式；机器接口使用JSON、CSV等协议；调试才依赖p/inspect。warn默认写stderr，因此shell可以把正常数据和诊断分开。测试应分别捕获stdout与stderr，不要只观察终端混合后的画面。

数值表示与计算

整数支持任意精度语义，浮点数通常是IEEE 754 double。+ - * / % **分别表示加减乘除、余数与幂；整数相除5 / 2得到2，而只要一边是浮点数，5 / 2.0得到2.5。方法div、fdiv、remainder与%表达不同意图，负数边界必须用实例验证。

Math.sqrt(9)返回3.0；调用Math模块方法通常使用Math.。先决定结果domain再选operator：金额不要直接依赖binary float，计数不要意外做整数截断，除数来自输入时先验证零。第12章会展开Numeric层次、随机数、bit operation与近似值误差。

subtotal = 1250
tax_rate = 0.10
total = subtotal + (subtotal * tax_rate).round
 
p integer_division: 5 / 2
p floating_division: 5.fdiv(2)
p square_root: Math.sqrt(9)
p total: total

变量与注释：名字引用对象

局部变量名通常以小写字母或下划线开头；赋值让名字引用一个对象，之后可以rebind到另一个class的对象。说明Ruby是动态类型，但不表示接口无需约束。边界仍需验证输入类型、可调用方法和业务不变量。

#到行末是comment。Comment应解释约束、原因或非显然选择，不应逐字翻译代码。特殊位置的encoding comment、shebang或工具directive有语义，不是普通说明。删除一条comment前先判断它是否被Ruby、shell或工具读取。

赋值有返回值，因此能嵌入表达式，但if item = lookup容易与==混淆并触发warning。Production代码优先分成“获得值”和“判断值”两步，使nil、false和错误处理清楚可测。

条件判断：if～then～end

Ruby条件中只有false和nil为falsey，0、空字符串与空数组都truthy。if本身是expression，会返回执行分支最后一个表达式的值。第一次练习可以使用if ... then ... end，实际代码常省略then并用换行建立结构。

count = Integer(ARGV.fetch(0, "3"), 10)
 
if count.negative?
  warn "count must be non-negative"
  exit 2
end
 
count.times do |index|
  puts "step #{index + 1}/#{count}"
end

循环：while语句与times方法

while适合终止条件依赖不断变化状态的循环；必须能证明每次迭代向终止前进。times由Integer receiver决定固定次数，并把从0开始的index传给block。能把“看起来会停”改成可检查的状态关系。

正式节点与章专属证据

• Ruby的运行方法 ：第 1 个正式节点要能回到“同一脚本、参数和 Ruby 版本产生可解释的输出、错误通道与退出状态。”，并说明故障发生前后的第一处差异。
• ruby命令的执行方法 ：第 2 个正式节点要能回到“同一脚本、参数和 Ruby 版本产生可解释的输出、错误通道与退出状态。”，并说明故障发生前后的第一处差异。
• irb命令的执行方法 ：第 3 个正式节点要能回到“同一脚本、参数和 Ruby 版本产生可解释的输出、错误通道与退出状态。”，并说明故障发生前后的第一处差异。
• 对象与方法 ：第 4 个正式节点要能回到“同一脚本、参数和 Ruby 版本产生可解释的输出、错误通道与退出状态。”，并说明故障发生前后的第一处差异。
• 字符串 ：第 5 个正式节点要能回到“同一脚本、参数和 Ruby 版本产生可解释的输出、错误通道与退出状态。”，并说明故障发生前后的第一处差异。
• puts方法与p方法 ：第 6 个正式节点要能回到“同一脚本、参数和 Ruby 版本产生可解释的输出、错误通道与退出状态。”，并说明故障发生前后的第一处差异。
• 中文的输出 ：第 7 个正式节点要能回到“同一脚本、参数和 Ruby 版本产生可解释的输出、错误通道与退出状态。”，并说明故障发生前后的第一处差异。
• 数值表示与计算 ：第 8 个正式节点要能回到“同一脚本、参数和 Ruby 版本产生可解释的输出、错误通道与退出状态。”，并说明故障发生前后的第一处差异。
• 变量与注释 ：第 9 个正式节点要能回到“同一脚本、参数和 Ruby 版本产生可解释的输出、错误通道与退出状态。”，并说明故障发生前后的第一处差异。
• if～then～end ：第 10 个正式节点要能回到“同一脚本、参数和 Ruby 版本产生可解释的输出、错误通道与退出状态。”，并说明故障发生前后的第一处差异。
• while语句与times方法 ：第 11 个正式节点要能回到“同一脚本、参数和 Ruby 版本产生可解释的输出、错误通道与退出状态。”，并说明故障发生前后的第一处差异。

本章回顾：运行、对象、观察、控制

1. ruby执行可重复程序，irb额外显示表达式结果；-e只改变source入口，require负责按feature加载。
2. 方法调用从receiver object开始，经method与arguments得到result；变量只保存对象引用并可rebind。
3. 双引号支持escape与interpolation，中文输出还受String与外部编码影响。
4. puts面向正常文本，p面向结构诊断，warn写stderr；三者不是序列化协议。
5. 数值operator要先明确整数、浮点和业务domain；除法与近似值边界必须测试。
6. if、while与times分别表达分支、状态循环与固定次数；只有false和nil为falsey。

练习与答案

名词解释