Singleton class trong Ruby

Khi mới tiếp cận với Ruby, chúng ta thường hay gặp phải những khái niệm như metaclasses, singleton class, singleton method. Chúng là những khái niệm khá mơ hồ và hiếm thấy khi ta code với Ruby.

Khái niệm

Singleton classes là những class chứa các singleton method và class method của một đối tượng (hoặc một class)

Ta đã quen làm việc với class trong Ruby (định nghĩa class, định nghĩa các biến, method)

Những method thông thường (instance methods) sẽ thuộc về object (class) định nghĩa ra chúng, còn đối vơi những class methods, chúng thuộc về singleton class của object (class) định nghĩa chúng

Khi khởi tạo một object (hay class), Ruby sẽ tự động khởi tạo một singleton class ứng với object (class) đó, đây sẽ là nơi chứa những class methods và singleton methods của object (class) đó

Lý thuyết không thì sẽ khó hiểu, ta đi vào ví dụ minh họa để hiểu rõ hơn nhé.

Giả sử ta định nghĩa một class Animal, với một instance variable là @name, tạo một instance tom của Animal.

class Animal
  def initialize name
    @name = name
  end

  def run
    p "#{@name} is running"
  end
end

tom = Animal.new("Tom")

Ruby sẽ tự động định nghĩa ra hai singleton class, một tương ứng với tom, còn lại tương ứng với Animal. Ta có thể hình dung như sau: (Ở đây ta ký hiệu singleton class với dấu # phía trước)

Lúc này nếu ta gọi method run() từ tom: tom.run() thì Ruby sẽ tìm kiếm run() bắt đầu từ singleton class #tom, nếu không thấy thì tiếp tục theo superclass trỏ tới Animal (superclass của #tom), ở đây run() được định nghĩa, ruby sẽ thực thi run() với đối tượng gọi tom

class method

Tiếp theo ta sẽ định nghĩa một class methods trong Animal. Có 3 cách để định nghĩa 1 class method trong Ruby, ở đây ta sẽ dùng:

class << self
    def intro
        p "I'm animal"
    end
end

Ruby sẽ lưu những class method trong singleton class của class định nghĩa ra nó, trong trường hợp này là #Animal:

singleton method

Chắc hẳn ta đã từng gặp đoạn code sau:

tom = Animal.new("Tom")
def tom.tom_method
  p "Catch Jerry"
end

# hoặc

class << tom
  def tom_method
    p "Catch Jerry"
  end
end

Cả hai cách đều trên đều định nghĩa singleton method cho tom, chỉ có object tom mới có quyền thực thi method này Để ý thì cách viết thứ 2 giống với cách định nghĩa class method ở phần trên. Khi viết class << object; end thực ra ruby định nghĩa những method được viết bên trong vào singleton class của object đó.

Ở phần trên ta viết class << self với self thay cho Animal bởi ta đang định nghĩa trong thân class, nếu định nghĩa ở ngoài thì ta phải dùng Animal

Qua ví dụ trên ta có thể hiểu được ý nghĩa của cái tên singleton, những method trong singleton class đều chỉ dùng được cho 1 đối tượng duy nhất. tom_method() chỉ dùng cho object tom, intro() chỉ dùng cho object Animal (trong Ruby, mọi thứ đều là object)

Kế thừa trong singleton class

Ta thêm đoạn code sau:

class Cat < Animal 
end

Cat.intro

Ta định nghĩa một class mới Cat kế thừa Animal và gọi class method intro() của Animal. Và ta có thể gọi được method intro() này.

Nhưng, như đã nói ở trên intro() được định nghĩa trong singleton class của Animal (#Animal) và chỉ có thể truy cập với Animal thì tại sao ta có thể gọi intro() thông qua Cat?

Câu trả lời là khi đó, Ruby sẽ tìm kiếm intro() qua #Cat, và #Cat kế thừa #Animal , từ đó tìm thấy và thực thi method intro().

Sẽ dễ hiểu hơn nhiều nếu ta khái quát qua hình sau:

Trên đây là một số tìm hiểu của mình về singleton class trong Ruby, cảm ơn các bạn đã quan tâm!