ruby中的实例变量和类变量

为了解决老贾提出的，弄清楚为何继承的子类继承了类变量而没有继承实例变量的原因，需要弄清楚实例变量和类变量的存取方式。下面是我简单的一些分析，希望大家多多斧正。



类和对象的存储方式


对象的结构在
mateclass
的讲解中有了简单的介绍，下面是对象的结构体的示意图
1-1
：



图
1-1 ruby
对象的结构体

每个结构体上面都是有
Struct RBasic
结构，定义如下图
1-2
：



图
1-2 Struct RBasic
结构体

接着看下类的结构，定义如图
1-3
所示



图
1-3 RClass
的结构体

其中
iv_tbl
为实例变量表，
m_tbl
为方法表，
super
指向父类的指针



实例变量的设置与获取


下面是存储实例变量的代码图
1-4
，主要看红色的部分。如果对象的类型是
Object
，
Class
，
Module
，如果实例变量表不存在，则创建，否则将变量的
ID和
Value
插入到实例变量表中。






图
1-4
实例变量的存储方式

接下来看下实例变量是如何获取的如图
1-5
。注意我下面标注红色的部分，此处，
如果对象的类型是
Object
，
Class
，
Module
，则搜索实例变量表中的实例变量，找到返回，终止
switch
。未找到返回
nil
。



图
1-5
实例变量的获取方式

当然这里的实例变量表，如果是

struct RClass

，那么就代表这

是一个类对象，这个实例变量表是用于类对象本身。



下面我们分析为何下面的代码无法获得预期效果

class YourClass
@a = 'abc'
def a
@a
end
end
p YourClass.new.a

实例变量在执行
new
后，生成了一个新的对象，我们暂且叫它
obj
，这里
obj
其实本身有自己的实例变量
@a
，当我们调用
obj.a
方法的时候，
obj
首先找他的类里的方法
a
，
a
返回的是实例变量，这里的实例变量其实是
obj
本身的实例变量，如图
1-6
所示。



图
1-6
类与对象的实例变量

因此，对于上面的代码执行
@a =
“
abc
”操作后，其实
Struct RClass
中实现了
@a =
“
abc
”并没有改变
Struct Robject
实例变量。所以通过
a
方法调用的值会为
nil
。

所以下面的代码也就很好分析出了

class YourClass2
@a = 'abc'
def self.a
@a
end
end

输出结构是
abc
，因为调用自身的实例变量。

下一个问题，为什么采用了
Initialize
后就可以实现初始化呢，我的理解是这样子的，首先类调用
new
，在
new
里做了什么动作呢，依据面向对象的经验，估计是先做了一些内存分配的任务，内存分配完成实际上对象已经存在了，接着调用
Initialize
，此时的该方法应该是在类中，查找类的
Initialize
方法，初始化本身的实例变量。所以可以实现对实例变量的初始化。



类变量的存储方式


看下面的代码图1-7
是获取类变量的函数，同样注意红色的部分while
一重循环，下面查找RClass
结构中的iv_tbl
，如果找到返回找到的值，未找到则有
tmp = CLASS(tmp)->super

，指向父类继续寻找。
因为创建

ID

时，考虑的是变量的全名，包括前缀：

rb_intern()

对“

@var

”
和“

@@var

”
返回的是不同的

ID

，因此不可能把@var当成了类变量的情况。

细心的你，一定会发现，类变量存储在了类的实例变量表里，其实正是如此。

图
1-7
类变量的获取函数

至此，我们已经知道了为何下面的类变量是可以继承，而实例变量无法继承了，因为实例变量没有回溯父类查找（
tmp = CLASS(tmp)->super

），只是查找了对象或类对象本身。

因此解释了老贾的第二个问题。