第 3 章 创建命令
本章介绍 Ruby 从命令行读取并处理数据的方法。另外，作为第 1 部分的总结，让我们来实际体验一下如何用 Ruby 实现 Unix 的 grep 命令，以便大家了解用 Ruby 编写程序的大概流程。
3.1 命令行的输入数据
到目前为止，我们写的程序都是向屏幕输出数据。现在我们考虑一下怎么输入数据。在创建命令前，我们首先得知道怎么使用命令。那么，让我们先来看看怎么把数据传递给程序。
向程序传递数据，最简单的方法就是使用命令行。Ruby 程序中，使用 ARGV 这个 Ruby 预定义好的数组来获取从命令行传递过来的数据。数组 ARGV 中的元素，就是在命令行中指定的脚本 字符串参数。
在命令行指定多个脚本参数时，各参数之间用空格间隔。
代码清单 3.1 print_argv.rb
puts "首个参数: #{ARGV[0]}"
puts "第2 个参数: #{ARGV[1]}"
puts "第3 个参数: #{ARGV[2]}"
执行示例
> ruby print_argv.rb 1st 2nd 3rd 首个参数: 1st 第 2 个参数: 2nd 第 3 个参数: 3rd
使用数组 ARGV 后，程序需要用到的数据就不必都写在代码中。同时，抽取数据、保存数据等普通的数组操作对于 ARGV 都是适用的。
代码清单 3.2 happy_birth.rb
name = ARGV[0]
print "Happy Birthday, ", name, "!\n"
执行示例
> ruby happy_birth.rb Ruby Happy Birthday, Ruby!
从参数里得到的数据都是字符串，因此如果希望进行运算时，需要对获得的数据进行类型转换。把字符串转换为整数，我们可以使用 to_i 方法。
代码清单 3.3 arg_arith.rb
num0 = ARGV[0].to_i
num1 = ARGV[1].to_i
puts "#{num0} + #{num1} = #{num0 + num1}"
puts "#{num0} - #{num1} = #{num0 - num1}"
puts "#{num0} * #{num1} = #{num0 * num1}"
puts "#{num0} / #{num1} = #{num0 / num1}"
执行示例
> ruby arg_arith.rb 5 3 5 + 3 = 8 5 - 3 = 2 5 * 3 = 15 5 / 3 = 1
3.2 文件的读取
Ruby 脚本除了读取命令行传递过来的字符串参数外，还可以读取预先写在文件里的数据。
Ruby 的源代码中，有一个名为 ChangeLog 的文本文件。文件里面记录了 Ruby 相关的修改日志。
文件内容如下所示：
┊
Mon Feb 27 23:46:09 2012 Yukihiro Matsumoto <matz@ruby-lang.org>
* parse.y (opt_bv_decl): allow newline at the end. [ruby-dev:45292]
┊
备注 Ruby 的源代码可以从 Ruby 官网下载。ChangeLog 文件可以在 Ruby 的 github 库里找到。
Ruby 源码下载地址：https://www.ruby-lang.org/zh_cn/downloads/
github 上的 ChangeLog 文件地址：https://raw.github.com/ruby/ruby/v2_0_0_0/ChangeLog
我们就利用这个文件，练习一下用 Ruby 如何进行文件操作。
3.2.1 从文件中读取内容并输出
首先，我们先做一个简单文件内容读取程序。读取文件内容的流程，如下所示：
① 打开文件。
② 读取文件的文本数据。
③ 输出文件的文本数据。
④ 关闭文件。
程序代码如下：
代码清单 3.4 read_text.rb
1: filename = ARGV[0] 2: file = File.open(filename) # ① 3: text = file.read # ② 4: print text # ③ 5: file.close # ④
与之前的例子相比，这个例子的代码终于有点程序的模样了，接下来我们逐行分析。
第 1 行，将命令行参数 ARGV[0] 赋值给变量 filename。也就是说，filename 表示我们希望读取的文件名。 第 2 行，File.open(filename) 表示打开名为 filename 的文件，并返回读取该文件所需的对象。可能会有读者不太明白什么是“读取该文件所需的对象”，不过不要紧，目前我们暂时只需要知道有这么一个对象就可以了。我们会在第 17 章中详细说明这个对象。
“读取该文件所需的对象”实际在第 3 行使用。在这里，read 方法读取文本数据，并将读取到的数据赋值给 text 变量。接下来，第 4 行的代码会输出 text 的文本数据。到目前为止，我们使用过好多次 print 方法了，大家应该不会陌生了吧。然后，程序执行最后一段代码的 close 方法。这样，就可以关闭之前打开了的文件了。
像下面那样执行这个程序后，指定的文件内容会一下子全部输出到屏幕中。
> ruby read_text.rb 文件名
其实，如果只是读取文件内容，直接使用 read 方法会使程序更简单。
代码清单 3.5 read_text_simple.rb
1: filename = ARGV[0] 2: text = File.read(filename) 3: print text
关于 File.read 方法的详细用法，我们会在第 17 章进行说明。
更进一步，如果不使用变量，一行代码就可以搞定了。
代码清单 3.6 read_text_oneline.rb
1: print File.read(ARGV[0])
3.2.2 从文件中逐行读取内容并输出
现在，我们了解了如何使用 Ruby 读取并输出文件里的所有内容。但是，刚才的程序有如下的问题：
一下子读取全部文件内容会很耗时；
读取文件的内容会暂时保存在内存中，遇到大文件时，程序有可能因此而崩溃。
例如一个文件有 100 万行数据，我们只希望读取其最初的几行。这种情况下，如果程序不管三七二十一读取文件的全部内容，无论从时间还是内存角度来讲，都是严重的浪费。
因此，我们只能放弃“读取文件全部内容”的做法（图 3.1），将代码清单 3.4 的程序改为逐行读取并输出（代码清单 3.7）。这样，只需要具备当前行数据大小的内存就足够了。
图 3.1 read 方法和 each_line 方法的区别
代码清单 3.7 read_line.rb
1: filename = ARGV[0] 2: file = File.open(filename) 3: file.each_line do |line| 4: print line 5: end 6: file.close
程序的第 1 行和第 2 行与代码清单 3.4 是一样的，从第 3 行开始有了变化。程序的第 3 行到第 5 行使用了 each_line 方法。
each_line 方法很像第 2 章介绍的 each 方法。each 方法是用于逐个处理数组元素，顾名思义，each_line 方法就是对文件进行逐行处理。因此在这里，程序会逐行读取文件的内容，使用 print 方法输出该行的文件内容 line，直到所有行的内容输出完为止。
3.2.3 从文件中读取指定模式的内容并输出
Unix 中有一个叫 grep 的命令。grep 命令利用正则表达式搜索文本数据，输出按照指定模式匹配到的行。我们试试用 Ruby 实现 grep 命令（代码清单 3.8）。
代码清单 3.8 simple_grep.rb
1: pattern = Regexp.new(ARGV[0]) 2: filename = ARGV[1] 3: 4: file = File.open(filename) 5: file.each_line do |line| 6: if pattern =~ line 7: print line 8: end 9: end 10: file.close
命令行输入以下命令，执行代码清单 3.8。
> ruby simple_grep.rb 模式 文件名
程序有点长，我们逐行分析一下。
Ruby 执行该脚本时，需要有两个命令行参数——ARGV[0] 和 ARGV[1]。第 1 行，程序根据第 1 个参数创建了正则表达式对象，并赋值给变量 pattern。Regexp.new(str) 表示把字符串 str 转换为正则表达式对象。接着第 2 行，把第 2 个参数赋值给作为文件名的变量 filename。
第 4 行，打开文件，创建文件对象，并将其赋值给变量 file。
第 5 行，与代码清单 3.7 一样，读取一行数据，并将其赋值给变量 line。
第 6 行，使用 if 语句，判断变量 line 的字符串是否匹配变量 pattern 的正则表达式。如果匹配，则在程序第 7 行输出该字符串。这个 if 语句没有 else 部分，因此，若不匹配程序什么都不会做。程序循环读取文件，重复以上操作。
假设我们希望输出 Changelog 文件中含有 matz 的行，可以执行以下命令：
> ruby simple_grep.rb matz Changelog
matz 是松本行弘先生的昵称，这样我们就可以轻松找到他的修改之处了。
3.3 方法的定义
到目前为止，我们用过很多 Ruby 的方法了，其实我们也能定义方法。定义方法的语法如下所示：
def 方法名
希望执行的处理end
假设我们需要定义一个输出“Hello, Ruby.”的方法。
def hello
print "Hello, Ruby.\n"
end
执行这 3 行代码的程序，实际并不会输出任何结果。这是由于在调用 hello 方法前，程序就已经结束了。因此方法定义好后，我们还要通过“调用”告诉 Ruby，我们要执行这个方法。
代码清单 3.9 hello_ruby2.rb
1: def hello 2: puts "Hello, Ruby" 3: end 4: 5: hello()
执行示例
> ruby hello_ruby2.rb Hello, Ruby
执行 hello() 调用了 hello 方法后，程序就会执行第 1 ～ 3 行定义的内容。
3.4 其他文件的引用
有时，我们希望在其他的程序里也能重复使用程序的某部分。例如，在某个程序里写好某个方法，在其他程序里也可以调用。
大部分的编程语言都提供了把多个不同程序组合为一个程序的功能。像这样，被其他程序引用的程序，我们称为库（library）。
Ruby 使用 require 方法来引用库。
require 希望使用的库名
库名可以省略后缀 .rb。
调用 require 方法后，Ruby 会搜索参数指定的库，并读取库的所有内容（图 3.2）。库内容读取完毕后，程序才会执行 require 方法后面的处理。
图 3.2 库与引用库的程序
我们来实际操作一下，将刚才已经完成的 simple_grep.rb 作为库提供给其他程序引用。作为库的文件不用做特别的修改，我们只需把定义了 simple_grep 方法的文件（代码清单 3.10），和引用该文件的程序文件（代码清单 3.11）放在同一个文件夹即可。
代码清单 3.10 grep.rb
def simple_grep(pattern, filename)
file = File.open(filename)
file.each_line do |line|
if pattern =~ line
print line
end
end
file.close
end
代码清单 3.11 use_grep.rb
require "./grep" # 读取grep.rb（省略“.rb”）
pattern = Regexp.new(ARGV[0])
filename = ARGV[1]
simple_grep(pattern, filename) # 调用simple_grep 方法
这里，程序把执行 simple_grep 方法时所需要的检索模式以及文件名两个参数，分别赋值给 pattern 变量以及 filename 变量。请注意，在这个例子里，use_grep.rb 引用了在 grep.rb 定义的 simple_grep 方法。与代码清单 3.8 一样，执行以下命令输出 Changelog 文件里包含 matz 字符串的行。
> ruby use_grep.rb matz Changelog
注 库与脚本放在同一文件夹时，需要用
./来明示文件存放在当前目录。
Ruby 提供了很多便利的标准库，在我们的程序需要用到时，都可以使用 require 方法加以引用。
例如，我们的程序可以引用 date 库，这样程序就可以使用返回当前日期的 Date.today 的方法，或者返回指定日期对象的 Date.new 方法。下面是一个求从 Ruby 的生日—— 1993 年 2 月 24 日到今天为止的天数的小程序。关于 date 库，我们将会在第 20 章详细说明。
require "date"
days = Date.today - Date.new(1993, 2, 24)
puts(days.to_i) #=> 7396
专栏
pp 方法
Ruby 除了提供
p方法外，还提供了一个有类似作用的方法——pp。pp是英语 pretty print 的缩写。使用pp方法，我们需要使用require方法引用pp库。代码清单 p_and_pp.rb
require "pp" v = [{ key00: "《Ruby 基础教程 第4 版》", key01: "《Ruby 秘笈》", key02: "《Rails3 秘笈》" }] p v pp v执行示例
> ruby p_and_pp.rb [{:key00=>"《Ruby 基础教程 第4 版》", :key01=>"《Ruby 秘笈》", :key02=>"《Rails3 秘笈》"}] [{:key00=>"《Ruby 基础教程 第4 版》", :key01=>"《Ruby 秘笈》", :key02=>"《Rails3 秘笈》"}]与
p方法有点不同，pp方法在输出对象的结果时，为了更容易看懂，会适当地换行以调整输出结果。建议像本例的散列那样，在需要确认嵌套的内容时使用pp方法。