روبی (زبان برنامه‌نویسی)

تاریخچه

زبان روبی رسماً در روز ۲۴ فوریه ۱۹۹۳ (۵ اسفند ۱۳۷۱) توسط یوکیهیرو ماتسوموتو معرفی شد. او دنبال ساخت زبانی بود که امکانات متعادلی برای برنامه‌نویسی تابعی و برنامه‌نویسی دستوری برای برنامه‌نویس فراهم آورد. ماتسوموتو دربارهٔ انگیزه‌اش برای ساخت روبی می‌گوید: «در جستجوی زبانی بودم که از پایتون شیءگراتر و از پرل قدرتمندتر باشد. برای همین تصمیم گرفتم خودم آن را بسازم».

نام «روبی

یوکیهیرو ماتسوموتو و همکارش دو نام «روبی» و «کورال» را برای این زبان جدید برگزیده بودند. از آنجاییکه نام کورال پیش از آن برای یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی بریتانیایی انتخاب شده بود، نام «روبی» به عنوان نام نهایی برگزیده شد. ماتسوموتو گفته که یکی از دلایل انتخاب نام «روبی» این بود که یاقوت (به انگلیسی: Ruby) نشان ماه تولد یکی از همکاران وی بوده‌است.

اولین انتشار

نخستین ویرایش روبی با عنوان روبی ۰٫۹۵ در ۲۱ دسامبر ۱۹۹۵ (میلادی) (۳۰ آذر ۱۳۷۴) روی یکی از شبکه‌های تخصصی اینترنتی در ژاپن منتشر شد. پس از آن، سه ویرایش دیگر رویی در ظرف دو روز انتشار یافتند. در همین دوره نخستین لیست پست الکترونیک برای روبی در ژاپن براه افتاد.

روبی ۱٫۰

نخستین نسخه اصلی روبی با عنوان روبی ۱٫۰ در ۲۵ دسامبر ۱۹۹۶ (۵ دی ۱۳۷۵) منتشر شد. پس از انتشار روبی ۱٫۳ در سال ۱۹۹۹، نخستین لیست پست الکترونیک به زبان انگلیسی آغاز بکار کرد. در سپتامبر سال ۲۰۰۰ نخستین کتاب راهنمای برنامه‌نویسی به زبان روبی به انگلیسی به چاپ رسید که به افزایش محبوبیت این زبان در کشورهای مختلف کمک کرد.

روبی ۱٫۹٫۱

جدیدترین نسخه پایدار روبی، نسخهٔ ۱٫۹٫۱ است که نسبت به نسخهٔ پیشین (۱٫۸٫۶) چند تغییر عمده در خود دارد. از جمله تغییرات مهم می‌توان به افزودن متغیرهای محلی در «بلوک»‌های روبی، و امکان تنظیم کدگذاری رشته‌ها به صورت مستقل از هم اشاره کرد.

روبی ۲٫۰

پس از نسخه ۱٫۹ نسخهٔ ۲٫۰ منتشر خواهد شد.
از اکتبر ۲۰۱۱ برنامه‌ریزی شده‌است که کدهای روبی در اکتبر ۲۰۱۲ فریز شود و در فوریه ۲۰۱۲ منتشر شود.

روبی ۲٫۱

نسخه ۲٫۱ در کریسمس سال ۲۰۱۳ منتشر شد. این بروزرسانی شامل، افزایش سرعت، و به روزرسانی کتابخانه‌ها، و تعمییر باگ، بود.
در ۲۱ آپریل ۲۰۱۷، اعلام شد که دیگر از این نسخه پشتیبانی نمی‌شود.

فلسفه

سازنده زبان روبی یوکیهیرو ماتسوموتو می‌گوید روبی برای افزایش توان تولید و تفریح برنامه‌نویسان طراحی شده‌است و از اصل رابط کاربری خوب پیروی می‌کند. او تأکید می‌کند که طراحی سامانه‌ها باید بیشتر روی نیاز انسان‌ها متمرکز باشد تا رایانه‌ها.
اغلب مردم، به ویژه برنامه‌نویسان، روی ماشین‌ها تمرکز می‌کنند. آن‌ها فکر می‌کنند "با انجام این کار ماشین‌ها سریعتر می‌شوند، ماشین‌ها در اجرا موثرتر می‌باشند و …" آن‌ها بر ماشین تمرکز می‌کنند، اما در حقیقت ما نیاز داریم که به انسان‌ها توجه کنیم، اینکه چگونه آن‌ها به برنامه‌نویسی توجه دارند یا چگونه به اجرای برنامه‌های ماشین دقت می‌کنند.
روبی برای تعقیب هدف کمترین غافلگیری بیان شدبه این معنی که زبان باید طوری رفتار کند که کمترین گیج‌کنندگی را برای استفاده‌کننده‌های آن داشته باشد. ماتسوموتو همچنین اظهار می‌دارد که هدف اولین طراحی او درست کردن زبانی که خودش از آن لذت ببرد بود. این کار با کم کردن کار برنامه‌نویس و ابهامات منطقی می‌باشد. اما کمترین غافلگیری هنوز خیلی به بیان زبان برنامه‌نویسی روبی نزدیک است.
افراد ناشی شاید این را به این معنا تعبیر کنند که رفتارهای روبی سعی در متصل کردن اشتراکات رفتارهای دیگر زبان‌ها را دارد.
در بحث ماه مه ۲۰۰۵ در روزنامه "کامپ. لنگ. روبی" ماکسوموتو تلاش کرد که روبی را از حداقل غافلگیری دور کند. توضیح اینکه هر شانس طراحی بعضی‌ها را متعجب می‌کند.
او از استاندارد خود برای ارزیابی غافلگیری استفاده کرد. ماتسوموتو این را در یک گزارش مطرح ساخت.
"همه یک پیشینه شخصی دارند، بعضی‌ها از جانب پایتون می‌آیند بعضی‌های دیگر از پرل و آن‌ها ممکن است از بعضی از جنبه‌های متفاوت زبان غافلگیر شوند. سپس آن‌ها به من می‌گویند ما از بعضی از جنبه‌های زبان غافلگیر شدیم، بنابرین روبی قانون کمترین غافلگیری را زیر پا گذاشته‌است. صبر کنید… هدف کمترین غافلگیری فقط برای شما نیست. این هدف به معنای کمترین غافلگیری ممکن برای بیان من می‌باشد. این به معنای کمترین غافلگیری بعد از آموزش کامل زبان است.
برای مثال من قبل از اینکه روبی را طراحی کنم یک برنامه‌نویس سی پلاس پلاس بودم. من منحصراً دو، سه سال در سی پلاس پلاس برنامه نوشتم و بعد از دو سال برنامه‌نویسی با آن، هنوز مرا متعجب می‌کرد."

معنی‌شناسی

روبی شی گراست: همه انواع داده شی هستند، از جمله کلاس‌ها و خیلی از انواع داده‌ای که به‌طور معمول در بقیه زبان‌ها نیز هست مانند داده صحیح، دودویی و ….
تابع به صورت متد می‌باشد. روبی ارث بری را با فرستادن پویا و متدهای یکتا پشتیبانی می‌کند (متعلق به، تعریف شده برای، یک نمونه تک به جای تعریف شدن در کلاس)
همچنین روبی از ارث بری چندگانه پشتیبانی می‌کند. نحو رویه‌ای پشتیبانی می‌شود، اما همهٔ متدها که خارج از حوزه یک شی خاص تعریف می‌شوند همه آن در حقیقت متدهای شی یک کلاس هستند. تا زمانی که این کلاس والد کلاس دیگر است تغییرات برای همه کلاس‌ها و شی‌ها ممکن است. روبی به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی چند مدلی تشریح شده. در روبی اجازهٔ برنامه‌نویسی رویه‌ای، شیءگرا و تابعی داده شده.
بر طبق سوالات متداول روبی «اگر تو به پرل علاقه‌مند باشی روبی را هم دوست خواهی داشت و می‌توانی از نحو آن استفاده کنی. اگر اسمالتالک را دوست داری روبی را هم دوست خواهی داشت و می‌توانی از معنای آن لذت ببری و اگر طرفدار پایتون هستی تو ممکن است تفاوت عمده‌ای بین پایتون و روبی پیدا کنی یا که نه.»

تعامل

توزیع استاندارد روبی دارای یک مفسر تعاملی خط فرمان بنام irb است که می‌تواند برای آزمایش سریع کد بکار رود. یک نشست با این برنامه تعاملی به صورت زیر است:
 $ irb
 irb(main):001:0> puts "Hello, World"
 Hello, World=> nil
 irb(main):002:0> 1+2
 => 3
همچنین وجود ماژول readline به کاربر امکان استفاده از shellهای مختلف را با پشتیبانی از تاریخچه تغییرات می‌دهد.
  Readline.readline('', true) # param true means ~  "enable history"

سینتکس

سینتکس روبی بسیار شبیه سینتکس پرل و پایتون است. اعلان کلاس‌ها و متدها توسط کلمات کلیدی انجام می‌شود. در مقایسه با پرل متغیرها الزاماً با یک علامت خاص شروع نمی‌شوند. (وقتی از چنین علائمی استفاده شود علامت حوزه دید متغیر را تغییر می‌دهد) بارزترین تفاوت روبی از سی و پرل آنست که کلمات کلیدی (بجای براکت) برای تعریف بلوک‌های کد استفاده می‌شوند. سطر جدید به‌عنوان پایان یک جمله بکار برده می‌شود در عین حال که برای اینکار می‌توان از یک سمی کالون (;) نیز استفاده کرد. تورفتگی‌ها معنی خاصی ندارند (برعکس پایتون).
نمونه‌هایی از سینتکس روبی را می‌توانید در بخش مثال‌ها ببینید.

مثال‌ها

مثال کلاسیک Hello world:
  puts "Hello World!"
مقداری کد اساسی روبی:
 # Everything, including a literal, is an object, so this works:
 -199.abs                                       # 199
 "ruby is cool".length                          # 12
 "Rick".index("c")                              # 2
 "Nice Day Isn't It?".split(//).uniq.sort.join  # " '?DINaceinsty"

Collections

ایجاد و استفاده از یک آرایه:
 a = [1, 'hi', 3.14, 1, 2, [4, 5]]

 a[2]                      # 3.14
 a.reverse                 # [[4, 5], 2, 1, 3.14, 'hi', 1]
 a.flatten.uniq            # [1, 'hi', 3.14, 2, 4, 5]
ایجاد و استفاده از یک هش:
 hash = {:water => 'wet', :fire => 'hot'}
 puts hash[:fire]                  # Prints:  hot

 hash.each_pair do |key, value|    # Or:  hash.each do |key, value|
   puts "#{key} is #{value}"
 end

 # Prints:  water is wet
 #          fire is hot

 hash.delete_if {|key, value| key == water}         # Deletes :water => 'wet'

Blocks and iterators

هر دو سینتکس برای ایجاد یک بلوک کد:
 { puts "Hello, World!" }== do puts "Hello, World!" end ==
ارسال پارامتر به یک بلاک تا یک closure شود:
 # In an object instance variable, remember a block.
 def remember(&b)
    @block = b
 end

 # Invoke the above method, giving it a block that takes a name.
 remember {|name| puts "Hello, #{name}!"}

 # When the time is right (for the object) -- call the closure!
 @block.call("John")
 # Prints "Hello, John!"
بازگشت closure از یک متد:
 def foo(initial_value=0)
   var = initial_value
   return Proc.new {|x| var = x}, Proc.new { var }
 end

 setter, getter = foo
 setter.call(21)
 getter.call           # => 21
دادن جریان کنترل یک برنامه به یک بلوک که در هنگام فراخوانی ایجاد شده:
 def a
    yield "hello"
 end

 # Invoke the above method, passing it a block.
 a {|s| puts s}        # Prints: 'hello'

 # Perhaps the following needs cleaning up.

 # Breadth-first search
 def bfs(e)                      # 'e' should be a block.
    q = []                       # Make an array.
    e.mark                       # 'mark' is a user-defined method. (??)
    yield e                      # Yield to the block.
    q.push e                     # Add the block to the array.
    while not q.empty?           # This could be made much more Ruby-like.
       u = q.shift
       u.edge_iterator do |v|
          if not v.marked?       # 'marked?' is a user-defined method.
             v.mark
             yield v
             q.push v
          end
       end
    end
 end
 bfs(e) {|v| puts v}
ایجاد حلقه بر روی آرایه‌ها و enumorationها با استفاده از بلوکها:
 a = [1, 'hi', 3.14]
 a.each {|item| puts item}                         # Prints each element
 (3..6).each {|num| puts num}                      # Prints the numbers 3 through 6
 [1,3,5].inject(0) {|sum, element| sum + element}  # Prints 9 (you can pass both a parameter and a block)
بلوک‌ها با بسیاری از متدهای داخلی روبی کار می‌کنند:
 File.open('file.txt', 'w+b') do |file|
    file.puts 'Wrote some text.'
 end                             # File is automatically closed here
یا:
 File.readlines('file.txt').each do |line|
    # Process each line, here.
 end
استفاده از یک enumoration و یک بلوک برای جذر گرفتن اعداد ۱ تا ۱۰:
 (1..10).collect {|x| x*x}    => [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

کلاسها

کد زیر یک کلاس بنام Person را تعریف می‌کند.
 class Person
   def initialize(name, age)
     @name, @age = name, age
   end

   def <=>(person)
     @age <=> person.age
   end

   def to_s
     "#{@name} (#{@age})"
   end

   attr_reader :name, :age
 end

 group = [ Person.new("John", 20),
           Person.new("Markus", 63),
           Person.new("Ash", 16)
         ]

 puts group.sort.reverse
کد بالا سه نام را بر حسب سن از زیاد به کم چاپ می‌کند:
 Markus (63)
 John (20)
 Ash (16)

استثناها

یک استثنا (exception) توسط اعلان raise ایجاد می‌شود:
 raise
یک پیام اختیاری می‌تواند به استثناء اضافه شود:
 raise "This is a message"
شما همچنین می‌توانید تعیین کنید که چه نوعی از استثناء را می‌خواهید ایجاد کنید:
 raise ArgumentError, "Illegal arguments!"
استثناها توسط rescue کنترل می‌شوند. این عنوان می‌تواند استثناهایی را که از StandardError مشتق می‌شوند بگیرد:
 begin
   # Do something
 rescue
   # Handle exception
 end
توجه داشته باشید که تلاش برای گرفتن تمام استثناها توسط یک rescue یک اشتباه معمول است و برای گرفتن تمام استثناها باید به صورت زیر عمل کرد:
   begin
    # Do something
  rescue Exception
    # Handle exception
  end
یا یک استثنای بخصوص:
 begin
   # ...
 rescue RuntimeError
   # handling
 end
و نهایتاً امکان آن وجود دارد که تعیین کرد شی استثناء برای عنوان کنترل‌کننده مهیا شود:
 begin
   # ...
 rescue RuntimeError => e
   # handling, possibly involving e
 end
همچنین آخرین استثناء در یک متغیر جهانی به صورت !$ ذخیره می‌شود.

پیاده‌سازی‌ها

روبی دو پیاده‌سازی اصلی دارید: مفسر رسمی روبی که بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، و JRuby که یک پیاده‌سازی براساس جاوا است.

اجازه‌نامه

مفسر روبی و کتابخانه‌های آن تحت مجوز دوگانه آزاد و باز متن GPL و اجازه‌نامه روبی منتشر شده‌است.

منابع و کتابخانه‌ها

آرشیو برنامه‌های روبی (RAA) و همچنین RubyForge منابعی برای انواع مختلف برنامه‌ها و کتابخانه‌های نوشته شده با روبی هستند که حاوی بیش از دو هزار آیتم هستند. با اینکه تعداد برنامه‌های موجود قابل قیاس با تعداد برنامه‌های موجود در پرل و پایتون نیست، ولی طیف وسیعی از ابزارهای مختلف برای توسعه سریع روبی موجود است.
RubyGems برنامه استاندارد مدیریت بسته‌ها برای کتابخانه‌های روبی است و بسیار شبیه به CPAN در پرل است، همچنین نحوه استفاده از آن بیشتر شبیه ابزار [apt-get] در لینوکس دبیان است.
همچنین، روبی انجمن‌های فعال و گسترده‌ای برای کمک به علاقه‌مندان به این زبان دارد. در ایران نیز انجمن IranOnRails فعال‌ترین انجمن فارسی‌زبان روبی و همچنین روبی آن ریلز است.