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[Ruby] block, Proc 和 Lambda

keywords: block, yield, Proc, lambda​

在 Ruby 裡，幾乎什麼東西都是物件，但其實還是有少數的例外，Block 就不是物件。也因此 Block 沒有辦法單獨的存在，也沒辦法把它指定給某個變數，像這樣的寫法都會造成語法錯誤（Syntax Error）：

{ puts "Hello, Ruby" }            # 這樣會產生語法錯誤
action = { puts "Hello, Ruby" }   # 這樣也會產生語法錯誤

Block​

建立 Block​

# 第一種方式，用 do...end，通常用在多行的 block
do |token|
   # ...blockCode...
end

# 第二種方式，直接用 { |token| } 表示，通常用在單行的 block
{ |token| ... }

在 methods 中執行 block​

如果想要讓附掛在 methods 後的 Block 執行，可使用 yield 方法，暫時把控制權交棒給 Block，等 Block 執行結束後再把控制權交回來：

# 透過 yield 掛上 block

def say_hello
  puts "開始"
  yield     # 把控制權暫時讓給附掛在 say_hello 後的 Block
  puts "結束"
end

say_hello {
  puts "這裡是 Block"
}

=begin
    "開始"
    "這裡是 Block"
    "結束"
=end

使用 pipe 在 block 中代入參數（token）​

Block 本質上是匿名函式，我們也可以在 Block 中代入參數，而 Block 中的 │ （pipe）就是這個匿名函式的參數，稱做 token，token 是在這個 Block 裡專屬的區域變數，Block 執行結束後就會失效了：

# pipe 中的變數是區域變數，離開 block 就找不到

5.times do |i|
  puts i     # 這個變數 i 只有在 Block 裡有效
end

puts i       # NameError，離開 Block 之後就失效

其他使用 pipe 代入 token 的例子：

# 使用 pipe 的例子 1
def say_hello
  puts "開始"
  yield 123      # 把控制權暫時讓給 Block， 並且傳數字 123 給 Block
  puts "結束"
end

say_hello do | x |    # 這個 x 是來自 yield 方法，把 123 代入 |x|
  puts "這裡是 Block，我收到了 #{x}"
end
# 使用 pipe 的例子 2
def this_method_takes_a_block
  yield(5)
end

this_method_takes_a_block do |num|   # 把 5 代入 |num|
  puts num                           # 回傳 5
end
# 使用 pipe 的例子 3
def this_silly_method_too(num)
  yield(num + 5)
end

this_silly_method_too(3) do |wtf|     # 把 3 + 5 代入 |wtf|
  puts wtf + 1                        # 回傳 9
end

Block 的回傳值​

yield 方法除了把控制權暫時的讓給後面的 Block 之外，Block 最後一行的執行結果也會自動變成 Block 的回傳值，所以可把 Block 當做判斷內容。

# 利用 Block 判斷元素內容（類似 Array.select{|i|}）

def pick(list)
  result = []

  list.each do |i|
    result << i if yield(i)   # 如果 yield 的回傳值是 true 的話，則將 block 的回傳值推入 result
  end

  result
end

# 這裡會把 pick() 中 i 的值代入 yield(i) 中，進而代入 pick 所接的 block |x| 中，
# 而 block 最後一行執行的結果，作為 yield(i) 的回傳值。

p pick([ *1. .10]) { | x | x % 2 == 0 }   # => [2, 4, 6, 8, 10]
p pick([ *1. .10]) { | x | x < 5 }        # => [1, 2, 3, 4]
# 利用 Block 寫出 times（類似 Number.times{|i|}）
def times_pj(time)
  i = 0
  while i < time
    yield(i)
    i += 1
  end
end

times_pj(5){|x| puts "This is my timer #{x}" }
信息

簡單來說，method 中的代入 yield 的參數，會被代入 block 的 token ，然後 block 最後一行執行的結果，會再回傳給 yield。

Proc​

Block 本身並不是物件，它沒辦法單獨的存在 Ruby 的世界裡，需要依附在方法或物件後面。但是透過 Proc 我們可以把 block 物件化，讓我們可以使用任何物件可以使用的方法；另外，我們也可以避免重複撰寫功能類似的 Block。

透過 Proc 將 block 物件化​

我們可以使用 Proc.new <BLOCK> 將 block 保存成物件：

# variable = Proc.new <BLOCK>
greeting = Proc.new { puts "哈囉，世界" }   # 使用 Proc 類別可把 Block 物件化
hello_world = Proc.new do
  puts "Hello, World!"
end
# Proc 中也可以代入 token
# varibale = Proc.new { |token| }
say_hello_to = Proc.new { |name| puts "你好，#{name}"}

say_hello_to = Proc.new do |name|
  puts "Hello, #{name}"
end

在函式中代入 Proc​

透過 Proc.new 可以將 block 物件化，但當我們要附掛到 method 後時，要再轉回 block 使用，這時使用關鍵字 &：

# 把 Proc 變回 block 代入方法中（使用＆）

arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
multiple_by_2 = Proc.new {|i| i * 2}
arr_mulitple_by_2 = arr.collect(&multiple_by_2)      # [2, 4, 6, 8, 10, 12]

直接執行 Proc​

我們也可以直接執行透過 Proc 物件化後的 block：

# 直接呼叫 Proc 的方式
say_hello_to.call("Aaron")  # 使用 call 方法
say_hello_to.("Aaron")      # 使用小括號（注意，有多一個小數點）
say_hello_to["Aaron"]       # 使用中括號
say_hello_to === "Aaron"    # 使用三個等號
say_hello_to.yield "Aaron"  # 使用 yield 方法

lambda​

除了 Proc 之外，我們也可以透過 lambda 來將 block 物件化，用法和 Proc 幾乎一模一樣：

建立 lambda​

使用關鍵字 lambda：

succ_lambda = lambda {|x| x + 2}
succ_lambda.call(3)     # 5

使用 ->：

succ_arrow = ->(x){ x + 2 }
succ_arrow.call(3)                        # 5

lambda 和 Proc 的差異​

lambda 和 Proc 幾乎一模一樣，除了：

  1. lambda 會檢查代入的參數數目，Proc 不會。因此當丟入的參數數目不對時，lambda 會丟出錯誤，而 proc 只會忽略未預期的參數並代入 nil。
say_hello_lambda = lambda { |first_name, last_name| puts "Hello #{first_name}, #{last_name}."}
say_hello_proc = Proc.new { |first_name, last_name| puts "Hello #{first_name}, #{last_name}."}

say_hello_lambda.call('Aaron')  # wrong number of arguments (given 1, expected 2)
say_hello_proc.call('Aaron')    # Hello Aaron, .
  1. 當 lambda 內執行到 return 後，它會將控制權交回呼叫它的方法，繼續執行該方法後的片段；但當 Proc 內使用到 return 時，不會回到呼叫它的方法，而是立即跳出該方法：
def batman_ironman_proc
  victor = Proc.new { return "Batman will win!" }
  victor.call
  "Iron Man will win!"
end

puts batman_ironman_proc         # Batman will win!

def batman_ironman_lambda
  victor = lambda { return "Batman will win!" }
  victor.call
  "Iron Man will win!"
end

puts batman_ironman_lambda        # Iron Man will win!

其他補充​

Block 不是參數​

Block 通常得像寄生蟲一樣依附或寄生在其它的方法或物件（或是使用某些類別把它物件化），但它不是參數。在下面這段範例中，name 才是參數，但 Block 不是。上面這段程式碼執行之後不會有任何錯誤，但 Block 裡要執行的動作也不會執行：

def say_hello_to(name)
  # do something here
end

say_hello_to("悟空") { puts "這裡是 Block" }

參考資料​