Ruby文法のおさらい

既にRubyでの簡単なプログラムを作った経験があるという前提で， 手短に見直して把握できる程度の説明をこの章にまとめておく。

プログラム全体

ソースプログラムをファイルに記述する上での特徴をまとめる。

• 1行1文で書く
• セミコロンで区切ると1行に複数の文を書ける
• ブロックの開始と終了は，

  do ... end
  

  あるいは

  { ... }
  

  いずれかで括る。

変数

• 小文字または _ で書き始める
• 値には数値，文字列，配列，ハッシュ，など何でも入れられる
• メソッドの中で定義した変数はそのメソッドの中でだけ有効
• $ で始まる変数はグローバル変数
• @ で始まる変数はインスタンス変数で定義したクラス内全域で有効
• 大文字で始まるものは定数で一度代入したら再代入できない

制御構造

Rubyの主要な制御構造を示す。

• if - 分岐

  if 条件1 then
    節1
  elsif 条件2 then
    節2
    :
    :
  else
    節else
  end
  

  条件₁ が成り立つときは 節₁ を， 条件₂ が成り立つときは 節₂ を，…， いずれでもないときは 節_else を， 評価する。

• while - 条件が成り立つ間の繰り返し

  while 条件
    節
  end
  

  条件 が真である間 節 を繰り返す。

• case - 選択

  case 値
  when 値1[,値1b,…]
    節1
  when 値2
    節2
  else
    節else
  end
  

  case 直後に書いた 値 を後続する when の後の値と比較し，一致したらそのすぐ後の 節を評価する。どの when の値にも一致しなかった ときは else 後の節に進む。

• break

  while などの構文を抜けて次に進む。

• next

  while などの繰り返し構文の次の回に進む。 条件の評価からやりなおす。

• redo

  while などの繰り返し構文の節先頭に進む。 条件の評価はしない。

比較演算子等

制御構造の条件の部分に利用する比較のための演算子のうち 本書で必要なものを示す。

条件が成り立つ場合は，「真」を表す true が， 成り立たない場合は「偽」を表す false を返す。 なお，Rubyでは空を意味する値に nil があり， これも「偽」の役割を持つ。したがって，nil でも false でもない値が「真」の役割をする。

&&，|| と同じ意味で， 演算優先順位の低い and と or がある。 これはある条件の成否によって処理を行なうかどうかを決める 短縮表記として有用である。

条件 and 文
条件 or 文

のように書くと，前者は条件が成り立つときに後続する文を評価し， 後者は条件が成り立たないときに後続する文を評価することになる。

また，条件演算子 ? も文の短縮化に有用である。

条件 ? 式1 : 式2

は，この表現全体として値を返す。 条件 が成り立つときには式₁の値を， そうでないときには 式₂ の値を返す。

算術演算子

数値の演算は他の言語と共通するものが多い。 ただし，C由来のインクリメント/デクリメント演算子の ++ と -- はない。

メソッド定義

メソッド定義は以下の形式で行なう。

def メソッド(引数リスト)
  定義本体
end

の形式で メソッド を定義する。

def foo(x, y)
end

とすると，2つの引数を取るメソッド foo が定義される。 x と y は仮引数と呼び， 呼ぶときに渡された2つの値がその順番で代入される。定義した foo メソッドを呼ぶときは，

foo(a, b)

のようにする。メソッドの引数を省略可能とすることもできる。

def bar(x, y="foo")
end

とすると第2引数を省略可能になる。省略時の値が "foo" となる。

繰り返し

数を基準とした繰り返し

• times - 回数指定の繰り返し

  N.times do
    繰り返し本体
  end
  

  繰り返し本体 を N 回繰り返す。

• upto と downto - 数えながらの繰り返し

  M.upto(N) do |変数|
    繰り返し本体
  end
  

  整数 M から N まで(M < N)を 変数 に代入しながら繰り返し本体を繰り返す。

  1.upto(10) do |x|
    printf("%d, ", x)
  end
  

  は1〜10までの整数を全てカンマ区切りで出力する。

  downto は，upto の逆で 大きい数から小さい数に向かって繰り返しを行なう。

• step - 数えながらの繰り返し

  B.step(G, S) do |変数|
    繰り返し本体
  end
  

  初期値 B から始めて，Sずつ 数を増やしながら G まで変化する数を 変数 に代入しながら繰り返しを行なう。 以下に例を示す。

  s = 0
  1.step(99, 2) do |n|
    s += n
  end
  printf("1〜99の合計は %d です。\n", s)
  

• for - 配列要素すべてに対する繰り返し

  for 変数 in 配列 do
    繰り返し本体
  end
  

  配列 の要素を1つずつ取り出し順次 変数 に代入して繰り返し本体を繰り返す。

• each - 配列要素すべてに対する繰り返し

  配列.each do |変数|
    繰り返し本体
  end
  

  for と同じ働きを持つ。

配列

値の1次元的な集合を表すのが配列。 Rubyでは大括弧内にカンマ区切りで表記する。 先頭要素は添字0でアクセスする。 Rubyでは配列の要素にどんな種類の値が入っても構わない。

[1, nil, "foo", [2, true], 3.14]

という配列も可能で，これは第0要素から順に 整数の1，nil，文字列の "foo"， 配列の [2, true]，浮動小数点数の3.14が格納されている。

配列に備わっている代表的なメソッドには以下のものがある。

ブロックを伴うメソッドで，要素を1つずつ変数に代入し，ブロックの評価を 繰り返して加工したり集めたりすることができる。

配列要素を一つずつ取り出して繰り返す処理は以下のように each や for を利用する。

# eachを使う場合
array.each do |val|
  # valに要素が順に入る
end

# forを使う場合
for val in array do
  # valに要素が順に入る
end

ハッシュ

配列の添字を任意の値にできるものがハッシュである。 ハッシュ値のリテラル表記はブレース(中括弧; {})を用いる。

v = {key1 => value1,
     key2 => value2,
     key3 => value3, ...}

これは以下のように代入するのと同じである。

v = Hash.new
v[key1] = value1
v[key2] = value2
v[key3] = value3
   :

ハッシュの各要素にアクセスするときの記法は配列と同じく ブラケット(大括弧; [ ])を用いる。

x = v[key]

ハッシュに備わっている代表的なメソッドには以下のものがある。

配列のメソッドでブロックを伴って繰り返すものは，ブロック変数を 2つにするとハッシュで用いることができる。1つ目の変数にはキー， 2つ目の変数にはそれに対応する値が同時に代入されブロックが繰り返される。

ハッシュのキーと値を一組ずつ取り出して繰り返す処理は以下のように書く。

# eachを使う場合
hash.each do |key, val|
  # keyにキー，valに値が順に入る
end

# forを使う場合
for key, val in hash do
  # keyにキー，valに値が順に入る
end

ハッシュのキーに存在しないものを指定したときは通常nil を返す。

hash["detarame"]			# 存在しないキーだとする
nil

存在しないキーに対する値は default= メソッドで変更できる。

hash.default = "ありまへん"
hash["detarame"]
ありまへん

文字列

文字列リテラルはダブルクォート，またはシングルクォートで括って表す。

# いずれも同じ foo という文字列
"foo"
'foo'

ダブルクォートの中では #{ } による値の展開が行なわれる。

x = 5
"xの値は#{x}です"
xの値は5です。
'xの値は#{x}です'
xの値は#{x}です。

文字列に対する操作の代表的なメソッドを示す。[ ] 内の添字は0から始まる。添字に負の整数を与えると末尾から数える。

ファイル操作

データの入力

Rubyプログラムにデータを与えるには，

1. getsでコマンドライン引数のファイルを読ませる

   ./program.rb datafile.txt
   

2. getsで標準入力を読ませる

   ./program.rb                     (その1)
   データ1
   データ2
      :
   [C-d]
   ./program.rb < datafile.txt      (その2)
   cat datafile.txt | ./program.rb  (その3)
   

3. openで特定のテキストファイルを読ませる

の方法がある。

1と2はgetsのみで，

while line=gets
  〜処理〜
end

という構成で，3はopenメソッドを用い

open(file, "r") do |handle|
  while line=handle.gets
    〜処理〜
  end
end

という構成で作成する。

データの出力

データをファイルに書き出すにはopenメソッドのモード指定に "w" を指定する。

open(outfile, "w") do |handle|
  handle.print(....)
end

以下のプログラムは output.txt ファイルに，1から10までの数字を書き出す。

open("output.txt", "w") do |w|
  1.upto(10) do |x|
    w.printf("%d\n", x)
  end
end

openメソッドのモード

openメソッドで指定できるモードを以下に示す。このモードは Cに近いプログラミング言語ではほぼ共通である。

モード指定のアルファベットに，"b" を追加するとバイナリモードの指定になり，文字列として扱う場合の文字コード 変換処理を無効化する。

文字コード指定

プログラムファイルの文字コード

Ruby1.9以降では，プログラム中に英字以外の文字を含ませる場合に， その文字コードを明示する必要がある。プログラムファイルの1行目か2行目に， 以下の1から3の書式いずれかで文字コードを記述する。

1. # coding: Encoding
2. # -*- coding: Encoding -*-
3. # vim:fileencoding=Encoding

2と3の方法はテキストエディタに保存文字コードを指定する記法で， それぞれEmacs，vim 用のものである。Rubyはその記法も解釈するので， 利用するテキストエディタに即した記法を利用すると便利である。

Encodingには用いる文字コード体系に対応して， 以下のいずれかの文字コード名を指定する。

Rubyが認識する文字コード名一覧は 以下のようにして得ることができる(1.9以降)。

ruby -e 'p Encoding.name_list'

2，3の記法を用いる場合は，得られる一覧のうち テキストエディタの認識する文字コード名と共通のものを選ぶ必要がある。

データファイルの文字コード

これもRuby1.9以降で意識すべき点で，プログラムファイルの文字コードと 文字列として読み込むデータの文字コードは原則として統一する。 データが別の文字コードの場合は，入出力のときに変換した上で処理を進める。

ファイルからのデータ読み込みで，ファイルの文字コードが決まっている場合は openのときのモード指定に変換先文字コード指定を付け加えることで自動変換が 行なわれる。たとえば，プログラムファイルが utf-8 で， JISコード(iso-2022-jp)の入力ファイルを読み込み， なんらかの処理をした結果を euc-jp のファイルに書き出す場合は以下のようにする。

#!/usr/bin/env ruby
# coding: utf-8
open("jis.txt", "rb:iso-2022-jp:utf-8") do |j|	#JISコードはバイナリモードで
  open("euc.out", "w:euc-jp") do |e|
    while line=j.gets
      print line
      e.print line
    end
  end
end

openメソッドのモード指定の後ろにコロンで区切って 「外部Encoding」あるいは「外部Encoding:内部Encoding」 の指定を追記でき，外部Encodingを内部Encodingに自動変換して読み込んだり， あるいはその逆方向に変換してデータファイルに書き込ませることができる。

正規表現

基本表記

正規表現は / / で括る。

if /正規表現/ =~ 文字列 then
  〜文字列がマッチする場合の処理〜
end

文字列から正規表現を生成するには Regexp.new を利用する。

reg = Regexp.new(正規表現)
if reg =~ 文字列 then
  〜文字列が正規表現 にマッチする場合の処理〜
end

正規表現では，特定の文字を探すための特別な働きを持つ メタキャラクタを利用できる。主なものを以下に示す。

文字クラスの利用例をいくつか示す。

グルーピングと後方参照

正規表現パターンの一部を ( ) で括るとその部分を一塊にできる。

/abcd?efg/
/(abcd)?efg/

たとえば前者は ? が直前の d だけに作用するが， 後者は abcd 一まとめに対して作用する。また， 括弧でグルーピングした部分にマッチした文字列は， 同じ正規表現内では \数字， 正規表現マッチを抜けた直後では $数字 で参照できる。数字 には何番目の括弧かを指定する。 たとえば以下の例を考える。

/(['"]?)[a-z]+\1/ =~ "foo"
/(['"]?)[a-z]+\1/ =~ "'foo'"

正規表現自体は「シングルクォートまたはダブルクォートが1回，または0回 現れた後ろに，小文字英字が1回以上続き，その後ろにグルーピングの1番目 が来る」という意味で，1行目で照合している文字列「foo」の場合は， クォートがないので第1グルーピングでは0回マッチ，つまり空文字なので \1 が空文字に置き換えられる。 2行目で照合している文字列「'foo'」の場合は，シングルクォートが 第1グルーピングでマッチするため，\1 はシングルクォート(')に置き換えられる。

正規表現のマッチングから抜けた直後は $1 に 空文字列，またはシングルクォートが代入されている。その他， 正規表現マッチ直後で利用できる以下の変数も有用である。

最長マッチと最短マッチ

メタキャラクタの * と + は，マッチするものが最も長くなるようにマッチングを試みる(最長マッチ)。

/Th.*s/ =~ "This is a pen."
=> 0
$&
=> "This is"

*? と +? は最短マッチを試みる。

/Th.*?s/ =~ "This is a pen."
=> 0
$&
=> "This"

正規表現オプション

指定したパターンの照合方式を調整するために正規表現オプションを指定できる。 正規表現オプションは /…/ の直後に1文字，あるいは， Regexp.new() の第2引数に定数を与えて指定する。

正規表現の文字コード

正規表現にも文字コードの概念があり，正規表現と照合対象の文字列 の文字コードに食い違いは許されない(Ruby1.9以降の場合)。 プログラムの記述されたファイルの文字コードが正規表現の文字コードとなり， 照合したい文字列の文字コードと異なるとエラーが発生する。 そのような場合は，照合文字列を正規表現の文字コードに変換する。

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