Ruby常量查找路径问题深入研究

Ruby 的常量查找路径问题是一直困扰我的一个问题，在工作中遇到过好几次，一直没有彻底弄清楚到底为什么，最近在读一本书《Ruby 元编程》，对 Ruby 对象模型有了更深入的认识，另外读了一篇 blog《Everything you ever wanted to know about constant lookup in Ruby》, 让我总算把 Ruby 常量查找路径这个问题搞得比较清楚。

第一个遇到的问题，我还曾经在 Ruby-China 上发过帖。


代码如下:

module M1
  CT = "ok"
end

class C1
  CK = "ck"
  include M1

def self.method1
    puts self
    puts "#{CK} in method1"
    puts "#{CT} in method1"
  end

class << self
    def method2
      puts self
      puts "#{CK} in method1"
      puts "#{CT} in method2"
    end
  end
end

C1.method1
C1.method2

输出结果是

代码如下:

C1
ck in method1
ok in method1
C1
ck in method2
NameError: uninitialized constant Class::CT
    from (irb):16:in `method2'

这是我在重构薄荷网代码时候遇到的问题，method1 和 method2 都是常见的类方法的定义方面，我向来认为它们是等价可替换的写法，但是从实际执行的结果看，它们里面的常量查找路径不一样。

如果我把 M1 的定义改成下面的样子：

代码如下:

module M1
  def self.included(base)
    base.extend(self)
  end
  CT = "ok"
end

执行结果是：

代码如下:

C1
ck in method1
ok in method1
C1
ck in method2
ok in method2

还有一个问题是也是经常遇到的，抽象成问题代码如下：


代码如下:

module A
  module M
    def a_method
      #...
    end
  end
end

class A::B
  include M
end

会报异常：

代码如下:

NameError: uninitialized constant A::B::M
  from (irb):10:in `<class:B>'

Ruby 常量查找时依据两条路径

A. Module.nesting
B. open class/module 的 ancestors

A 比 B 优先，A 找不到了才到 B 中查找。

A.Module.nesting 的概念比较容易理解，它是指代码位置的 module 嵌套情况，它是一个数组，从最内层的嵌套一直到最外层的嵌套，如果没有嵌套，数组为空。任何一处代码位置都有 Module.nesting 值，可以通过下面的代码打印出各个位置的 Module.nesting 值。

代码如下:

p Module.nesting

module A
  module B
    p Module.nesting
    module C
      p Module.nesting
    end
  end
end

module A::B
  p Module.nesting
end

输出是：

代码如下:

[]
[A::B, A]
[A::B::C, A::B, A]
[A::B]

大家有没有注意到，module A::B 这种快捷写法会导致 A 不在 Module.nesting 里，这就是上述第二个问题的根源，因为 M 是 A module 下的常量，module A::B 写法导致不会查找 A::M。

说完 A Module.nesting，再说一下 B open class/module 的 ancestors，这个问题相对复杂很多。简单的说，在 Ruby 代码的任何位置，都有一个 self 存在，同样也有一个 open class/module 存在，在模块和类定义处，它通常就是对应的模块和类，在方法内部，它是方法对应的类。对于 ancestors，我们可以通过代码位置 open class/module 的 ancestors 方法取得。

（备注：ancestors 在引入 singleton_class 概念之后变得有点复杂，如不清楚可参考《Ruby 元编程》）

上述第一个问题： 在method1 中 A 是 [C1] open class/module 是 C1，所以 ancestors 是 [C1, M1, Object, Kernel, BasicObject] CK 在 A 可以找到，CT 在 B 可以找到。

method2 中 A 是 [C1] open class/module 是 C1 的 singleton_class , 所以 ancestors 是 [Class, Module, Object, Kernel, BasicObject] CK 在 A 可以找到，CT 在 A 和 B 都找不到。

对于

代码如下:

module M1
  def self.included(base)
    base.extend(self)
  end
  CT = "ok"
end

可运行，是因为这时，在 method2 中，open class/module C1 的 singleton_class 扩展了 M1，所以 ancestors 变成了 [M1, Class, Module, Object, Kernel, BasicObject]。

至此，这两个困扰我多时的问题终于彻底搞清楚了。这个过程给我的一个体会是：面对技术上的一些疑问，如果只是浅尝辄止，是永远不能够真正掌握它的，只有深入专研，透彻理解它的原理，才能够真正掌握它，获得真正的能力提升。