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Ruby (Programmiersprache)

Programmiersprache
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Ruby (engl. für Rubin) ist eine Programmiersprache, die mehrere Programmierparadigmen umfasst. So wird die objektorientierte, prozedurale und funktionale Programmierung unterstützt.

Ruby
Basisdaten
Erscheinungsjahr: 1995
Designer: Yukihiro Matsumoto
Entwickler: Yukihiro Matsumoto und andere
Aktuelle Version: 1.8.4  (24. Dezember 2005)
Typisierung: Dynamisch
Beeinflusst von: Smalltalk, Perl, Python, LISP
Betriebssystem: Plattformunabhängig (siehe unten)
Lizenz: GPL und eigene (siehe Lizenz)
ruby-lang.org

Sie wurde in der Zeit von 1993 bis 1995 von Yukihiro „Matz“ Matsumoto in Japan entworfen und wird heute als Open-Source-Projekt weitergepflegt. Die Referenzimplementierung interpretiert den Quelltext derzeit ohne Zwischencode.

Der Name basierte ursprünglich auf dem Edelstein Rubin, wird heute jedoch als Anspielung auf die Programmiersprache Perl (engl. für Perle) verstanden.

Geschichte

Ruby wird seit dem 24. Februar 1993 von Yukihiro „Matz“ Matsumoto in Japan entwickelt. Die Sprache wurde 1995 im Internet veröffentlicht und besitzt in Japan einen Stellenwert wie Python hierzulande. In Europa und Amerika wurde sie ab dem Jahr 2000 durch das erste englischsprachige Ruby-Buch bekannt.

Merkmale

Programmierparadigmen

Ruby wurde ähnliche wie C++ als „Multiparadigmen-Sprache“ entworfen. Dies bedeutet, dass die Sprache selbst den Entwickler nicht dazu zwingt, ein spezielles Programmierparadigma zur Erstellung seiner Programme zu verwenden. Trotzdem handelt es sich bei allen Datentypen in Ruby um Objekte, die von einer bestimmten Klasse instanziert wurden.

Imperative Programmierung

Im Gegensatz zu Sprachen wie Java und C# ist es in Ruby nicht notwendig, seine Programme explizit in einer Klasse zu definieren. Da jedes Ruby-Programm in einem globalen main-Objekt erstellt wird, ist dieses sich oft wiederholende Sprachkonstrukt unnötig. Aufgrund dessen ist folgender Codeabschnitt bereits ein vollständig lauffähiges Ruby-Programm: 

def meine_methode
  puts 'Hello World'
end

meine_methode

Objektorientierte Programmierung

Ruby ist wie Smalltalk vollständig objektorientiert. Da es aufgrund dessen keine primitiven Datentypen wie in Java gibt, sind folgende Sprachkonstrukte mit Zahlen und Zeichenketten möglich: 

puts 42.class	# Ausgabe: Fixnum
puts "ein kurzer String".class	# Ausgabe: String

Eine Klassendefinition, die von der Mutterklasse Object erbt, könnte wie folgt aussehen: 

class Auto
  def beschleunigen
    puts 'BrumBrumBrum'
  end
end

auto1 = Auto.new
auto1.beschleunigen

Eine Klassendefinition die von einer anderen Klasse als Object erbt, muss wie folgt implementiert werden: 

class GutesAuto < Auto
  def bremsen
    puts 'Quietsch'
  end
end

auto2 = GutesAuto.new
auto2.beschleunigen
auto2.bremsen

Die Klasse GutesAuto erbt alle Methoden der Klasse Auto, u. a. auch beschleunigen. Zusätzlich wird für GutesAuto noch die Methode bremsen definiert.

Funktionale Programmierung

Ähnlich zu Haskell gibt es auch in Ruby Funktionen höherer Ordnung. So sieht z.B. die Methode map, welche eine bestimmte Methode auf jedes Element einer Liste anwendet, in Ruby wiefolgt aus: 

['Daniel', 'Lilli', 'Otto'].map { |element| element.reverse }
# Rückgabewert: ["leinaD", "illiL", "ottO"]

Besonderheiten

Mehrere Wege

Ähnlich wie Perl verfolgt auch Ruby das Prinzip: „There is more than one way to do it“ (kurz: TIMTOWTDI, gesprochen „Tim Today“, oft auch „Tim Towtdi“ oder „Tmtowtdi“). Zu deutsch: „Es gibt mehr als einen Weg, etwas zu tun“. Hierbei ist gemeint, dass Ruby sehr viele Freiheiten bei der syntaktischen Gestaltung eines Programmes lässt. So kann ein Entwickler ähnlich wie in C seine Anweisungen mit einem Semikolon abschließen und einen Anweisungsblock mit geschweiften Klammern begrenzen: 

(1..5).each { |zaehler|  puts "#{zaehler}. Durchlauf" }; puts "fertig";

Alternativ dazu bietet sich der ebenfalls bekannte Ansatz an, eine Anweisung mit einem Zeilenumbruch zu beenden und statt geschweiften Klammern Schlüsselwörter zu nutzen: 

(1..5).each do |zaehler|
  puts "#{zaehler}. Durchlauf"
end
puts "fertig"

Prinzip der geringsten Überraschung

Ruby wurde nach dem Prinzip der geringsten Überraschung (kurz: POLS für Principle Of Least Surprise) entworfen, damit ist gemeint, dass man versucht hat die Sprache frei von Fallen und Widersprüchen zu programmieren.

Duck Typing

Im Gegensatz zu statisch typisierten Sprachen ist es in Ruby nicht sinnvoll sich auf die Klasse eines Objektes programmtechnisch zu verlassen. Dies resultiert daraus, dass die Klasse eines Objektes erst zur Laufzeit feststeht und zu dieser auch geändert werden kann. Alternativ hierzu bietet Ruby mit dem sogenannten Duck Typing ein weiteres Konzept an. Bei diesem ist es für den Programmierer irrelevant von welcher Klasse ein Objekt instanziert wurde, stattdessen wird geprüft ob ein Objekt auf eine bestimmte Nachricht (bzw. Methode) reagiert. Hierbei wird die Introspektion von Ruby eingesetzt um Objekte auf Kompatibilität zu überprüfen. Auf Basis dieses Paradigmas können Methoden geschrieben werden, die mit Objekten von unterschiedlichen Klassen kompatibel sind: 

class Auto
  def beschleunigen
    puts 'BrumBrumBrum'
  end
end

class GutesAuto < Auto
  def bremsen
    puts 'Quietsch'
  end
end

def auto_abbremsen(auto)
  puts 'Auto wird abgebremst...'
  if auto.respond_to?(:bremsen)
    auto.bremsen
  else
    puts 'Keine Bremse vorhanden!'
  end
end

auto1 = Auto.new; auto2 = GutesAuto.new
auto_abbremsen(auto1)
auto_abbremsen(auto2)

Die Methode auto_abbremsen fragt nach ob für das Objekt auto die Methode bremsen definiert wurde, anstatt die Klasse abzufragen; es könnte ja nachträglich jemand in auto1 eine Bremse "eingebaut" haben.

Allgemeines

Nutzungsbedingungen

Ruby ist freie Software. Aufgrund dessen ist es kostenlos nutzbar und im Quelltext verfügbar. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Sprache an seine eigenen Bedürfnisse anzupassen oder Sie in eigene Programme einzubinden. Hierzu sollten die Lizenzbedingungen (siehe Lizenzbedingungen) beachtet werden.

Verbreitung

Lange Zeit wurde Ruby mangels englischsprachiger Dokumentation fast ausschließlich in Japan benutzt, wo es mittlerweile einen ähnlichen Stellenwert hat wie Perl und Python in Europa und Amerika. Um die Jahrtausendwende wurden Aktivitäten gestartet, um Ruby auch außerhalb Japans bekannt zu machen, woraufhin mit der Zeit auch englische Dokumentation entstand. Als derzeit bedeutenste Applikation, die auf Ruby basiert, ist das Web-Framework Ruby on Rails zu nennen.

Implementierungen

Die ursprüngliche Referenzimplementierung von Ruby (aktuelle Version 1.8.4) wurde von Yukihiro „Matz“ Matsumoto als Interpreter in C entworfen. Der derzeitig offizielle Entwicklerzweig (aktuelle Version 1.9.0) bietet zusätzlich eine erste Implementierung eines Wordcode Interpreters genannt YARV (Yet Another Ruby VM). Weiterhin besitzt diese Version eine der derzeitig (Juli 2006) fortschrittlichsten Regexp Maschinen.

Der offizielle Interpreter läuft auf den folgenden Betriebssystemen:

Parallel zum offizellen Hauptzweig wird seit der Version 1.8.2 ein inoffizeller Zweig namens Sydney entwickelt. Dieser zeichnet sich durch die Implementierung neuer Features aus.

Eine weitere inoffizelle Implementierung ist JRuby. Dabei handelt es sich um eine vollständige Neuentwicklung des Ruby Interpreters in Java mit dem Designziel eine nahtlose Integration mit der Java-Plattform herzustellen.

Interaktive Ruby-Shell

Interactive Ruby (kurz: irb) ist ein Kommandozeileninterpreter für Ruby mit welchem der Anwender interaktiv Ruby programmieren kann. Oft wird er zum Analysieren und Testen eingesetzt: 

irb(main):001:0> (3 + 4) * 2
=> 14
irb(main):002:0> ((3 + 4) * 2).to_s.reverse
=> "41"

Irb wird mit dem Ruby Interpreter ausgeliefert, kann aber auch mithilfe von TryRuby im Browser ausgeführt werden.

RDoc und ri

RDoc ist ein Software-Dokumentationswerkzeug welches aus Ruby- und C-Quelltexten automatisch HTML-Dokumentationsdateien erstellt. Weiterhin wird eine Datenbank aufgebaut die mit dem Tool ri durchsucht werden kann. RDoc und ri sind Bestandteil der Standarddistribution und werden direkt mit dem Interpreter zusammen ausgeliefert.

RubyGems

RubyGems (kurz: gems) ist das offizielle Paketsystem für Ruby. Mit Ihm hat der Anwender die Möglichkeit mehrere Versionen eines Programmes oder einer Bibliothek kontrolliert zu installieren und wieder zu entfernen.

Lizenz

Der Interpreter und die Standardbibliothek von Ruby sind grundsätzlich unter den Bedingungen der GPL nutzbar. Desweiteren besteht die Möglichkeit, Ruby unter anderen Konditionen zu verwenden (siehe Lizenzbedingungen).

Literatur

  • Programming Ruby, Pragmatic Bookshelf, 15. Oktober 2004, ISBN 0-974-514-055 (englisch - beschreibt Version 1.8)
  • Programmieren mit Ruby, Addison-Wesley, 15. Februar 2002, ISBN 3-827-31965-X (deutsch - beschreibt Version 1.6)
Wikibooks: Ruby-Programmierung – Lern- und Lehrmaterialien
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