Ruby中String詳解

2020-02-24 15:40:50

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

　　ruby.html" target="_blank">Ruby語言中的String是mutable的，今天小編跟大家分享一篇Ruby中String的詳解，感興趣的朋友跟小編一起來了解一下吧!

　　比如

　　復制代碼代碼如下:

　　str1="abc"

　　str2="abc"

　　在java中，對于字面量的字符串，jvm內部維持一張表，因此如果在java中，str1和str2是同一個String對象。而在Ruby中， str1和str2是完全不同的對象。同樣，在java中對于String對象的操作都將產生一個新的對象，而Ruby則是操縱同一個對象，比如:

　　復制代碼代碼如下:

　　str="abc"

　　str.concat("cdf")

　　此時str就是"abccdf"。Ruby對String是怎么處理的呢?我們只談談c ruby中的實現，有興趣的先看看這篇文章《管窺Ruby——對象基礎》。在ruby.h中我們可以看到String對象的結構，Ruby中的對象(包括類也是對象)都是一個一個的struct，String也不能例外：

　　復制代碼代碼如下:

　　struct RString {

　　struct RBasic basic;

　　long len;

　　char *ptr;

　　union {

　　long capa;

　　VALUE shared;

　　} aux;

　　};

　　//ruby.h

　　顯然，len是String的長度;ptr是一個char類型的指針，指向實際的字符串;然后是一個聯合，這個稍后再說。如果你看看ruby.h可以發現，幾乎所有定義的對象結構都有一個struct RBasic。顯然,struct RBasic包含由所有對象結構體共享的一些重要信息的。看看RBasic:

　　復制代碼代碼如下:

　　struct RBasic {

　　unsigned long flags;

　　VALUE klass;

　　};

　　其中的flags是一個多用途的標記，大多數情況下用于記錄結構體的類型，ruby.h中預定義了一些列的宏，比如T_STRING(表示struct RString)，T_ARRAY(表示struct RArray)等。Klass是一個VALUE類型，VALUE也是unsigned long，可以地將它當成指針(一個指針4字節，綽綽有余了),它指向的是一個Ruby對象，這里以后再深入。

　　那么聯合aux中的capa和shared是干什么用的呢?因為Ruby的String是可變的，可變意味著len可以改變，我們需要每次都根據len的變換來增減內存(使用c中的realloc()函數)，這顯然是一個很大的開銷，解決辦法就是預留一定的空間，ptr指向的內存大小略大于len，這樣就不需要頻繁調用realloc了，aux.capa就是一個長度，包含額外的內存大小。那么aux.shared是干什么的呢?這是一個VALUE類型，說明它是指向某個對象。aux.shared其實是用于加快字符串的創建速度，在一個循環中：

　　ruby 代碼

　　whiletruedo重復 a="str"#以“str”為內容創建字符串，賦值給a a.concat("ing")#為a所指向的對象添加“ing” p(a)#顯示“string” end

　　每次都重新創建一個"str"對象，內部就是重復創建一個char[],這是相當奢侈，aux.shared就是用于共享char[],以字面量創建的字符串會共享一個char[],當要發生變化時，將字符串復制到一個非共享的內存中，變化針對這個新拷貝進行，這就是所謂的“copy-on-write"技術。解釋了String的內部構造，貌似還沒有介紹String是怎么實現mutable，我們寫一個Ruby擴展測試下，我們想寫這樣一個Ruby類：

　　ruby 代碼

　　classTestdefteststr="str"str.concat("ing")endend

　　對應的c語言代碼就是：

　　cpp 代碼

　　復制代碼代碼如下:

　　#include

　　#include"ruby.h"staticVALUEt_test(VALUEself){

　　VALUEstr;str=rb_str_new2("str");

　　printf("beforeconcat:str:%p,

　　str.aux.shared:%p,str.ptr:%s"n",str,(RSTRING(str)->aux).shared,RSTRING(str)->ptr);

　　rb_str_cat2(str,"ing");

　　printf("afterconcat:str:%p,str.aux.shared:%p,str.ptr:%s"n",

　　str,(RSTRING(str)->aux).shared,RSTRING(str)->ptr);returnself;

　　}

　　VALUEcTest;

　　voidInit_string_hack(){

　　cTest=rb_define_class("Test",rb_cObject);

　　rb_define_method(cTest,"test",t_test,0);

　　}//string_hack.c

　　rb_define_class函數定義了一個類Test,rb_define_method將t_test方法以test的名稱添加到Test類。在t_test中，通過rb_str_new2每次生成一個RString結構，然后通過rb_str_cat2將str與"ing"連接起來，添加了一些打印用于跟蹤。利用mkmf產生Makefile,寫一個extconf.rb

　　ruby 代碼

　　require'mkmf'create_makefile("string_hack");

　　執行ruby extconf.rb，將產生一個Makefile,執行make，生成一個string_hack.so的鏈接庫。擴展寫完了，通過ruby調用：

　　ruby 代碼

　　require'string_hack"t=Test.new(1..3).each{|i|t.test}

　　輸出：

　　before concat: str:0x40098a40, str.aux.shared:0x3, str.ptr:str

　　after concat: str:0x40098a40, str.aux.shared:0x8, str.ptr:string

　　before concat: str:0x40098a2c, str.aux.shared:0x3, str.ptr:str

　　after concat: str:0x40098a2c, str.aux.shared:0x8, str.ptr:string

　　before concat: str:0x40098a18, str.aux.shared:0x3, str.ptr:str

　　after concat: str:0x40098a18, str.aux.shared:0x8, str.ptr:string