Библиотеки

Язык Ruby поставляется с большой и полезной библиотекой модулей и классов. С понятием класса мы уже немного познакомились, а модули представляют собой некоторый способ группирования вместе методов, классов и констант, на котором мы сейчас не будем останавливаться. В этом разделе нас будет интересовать применение библиотечных модулей и классов.

Для того чтобы воспользоваться каким-либо методом одного из модулей, следует указать имя модуля (оно так же, как и имя класса начинается с заглавной функции), а затем через точку имя метода, например, Math.sqrt(2). Для обращения к константе следует отделить ее имя от имени модуля или класса двоеточием. В случае, когда приходится использовать методы одного модуля несколько раз, удобнее подключить нужный модуль при помощи оператора include, что позволит использовать вызов метода без указания имени модуля:

puts Math.sqrt(2); puts Math::PI
# или
include Math
puts sqrt(2); puts PI

Начнем с описания модуля Math, который содержит методы для работы с математическими функциями и две константы, задающие числа пи - PI и е - E.

Метод Назначение метода
cos(x), sin(x)
и tan(x)
Возвращают косинус, синус и тангенс числа x, заданного в радианах
atan2(y, x) Возвращает арктангенс дроби y/x, где x и y заданы в радианах и заключены в диапазоне от -PI до PI
exp(x) Возвращает число е, возведенное в степень x
log(x) Возвращает натуральный логарифм числа x>0
log10(x) Возвращает логарифм числа x>0 по основанию 10
sqrt(x) Возвращает квадратный корень из неотрицательного числа x

Другим полезным модулем является Enumerable, позволяющий вызывать методы, связанные с перечислением, поиском и сортировкой информации. Продемонстрируем работу с ним на примерах. Для вывода будем использовать оператор p.

include Enumerable

# получить квадраты целых чисел от 1 до 4
a1 = (1..4).collect {|i| i*i }
# тоже самое
a2 = (1..4).map {|i| i*i }
p a1, a2
# выдать четыре раза строку "cat"
b = (1..4).collect { "cat" }
p b
# найти первое вхождение числа,
# которое делится и на 5 и на 7 
# поиск среди чисел от 1 до 10 - таких нет
c = (1..10).detect {|i| i % 5 == 0 and i % 7 == 0 }
p c
# поиск среди чисел от 1 до 100 - первым найдено число 35
c1 = (1..100).detect {|i| i % 5 == 0 and i % 7 == 0 }
# то же самое
c2 = (1..100).find {|i| i % 5 == 0 and i % 7 == 0 }
p c1, c2
# найти все вхождения чисел, которые делятся и на 5 и на 7 
c = (1..100).find_all {|i| i % 5 == 0 and i % 7 == 0 }
p c
# найти все целые числа, кратные 3 и не превышающие 10
d1 = (1..10).find_all {|i| i % 3 == 0 }
# то же самое
d2 = (1..10).select {|i| i % 3 == 0 }
# и, наоборот, удалить все целые числа, кратные 3
d3 = (1..10).reject {|i| i % 3 == 0 }
p d1, d2, d3
# преобразовать объект перечисляемого типа в массив
l = 1..10; p l.to_a # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

Этот модуль содержит также методы max - нахождение максимального значения, min - минимального и метод sort, выполняющий сортировку. Их можно применять ко всем объектам, которые можно сравнивать между собой - числам, строкам и т. п.

puts "Максимум чисел #{1..10} равен #{(1..10).max}"
# сортировка по убыванию
p ((1 .. 8).sort { |i,j| j<=>i}) # [8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1] 
# минимальный элемент массива
a1 = %w(albatross dog horse)
p a1.min # albatross

А вот так можно определить самую длинную строку в массиве:

puts a1.max {|a,b| a.length <=> b.length } # albatross

(Загрузить файл с примерами)


Пример
Сохраните приведенную ниже программу печати тригонометрических функций в файле trig.rb и выполните ее. При вводе данных можно использовать константу PI и математические операции, например, -3*PI/4.

include Math

print "Введите угол x в радианах: "
y = gets.chop!
print "x=", y
x = eval y


print "\nБезформатный вывод:\tcos(x)= #{cos(x)}\n"
print "\nПечать с 4-мя знаками после",
 " запятой (как в таблицах Брадиса)\n"
printf "cos(x)=%1.4f\n", cos(x)

printf "\nx=%s: cos(x)= %1.4f\tsin(x)=%1.4f\t", 
 y, cos(x), sin(x)

if cos(x).abs < 0.0001
 print "tg не сущ.\t"
else
 printf "tg(x)=%1.4f\t", tan(x)
end

if sin(x).abs < 0.0001
 print "ctg не сущ.\n\n"
else
 printf "ctg(x)=%1.4f\n\n", cos(x)/sin(x)
end

(Загрузить файл с примером)


Пример
Следующая программа печатает значения тригонометрических функций для углов от -180 градусов до 180 с шагом 15 градусов.

include Enumerable, Math

# составили список чисел от -PI до PI с шагом PI/12
a = (-12 .. 12).map {|i| i.to_s + "*PI/12"}
# печать заголовка
print "Угол\t Синус\t Косинус\t Тангенс\t Котангенс\n" 
for i in a.reverse # для печати в убывающем порядке
 x = eval i
 printf "%4s\t%9.4f\t%9.4f\t",
 eval(i + "*(15*12/PI)").round, # радианы -> градусы
 sin(x), cos(x)

 if cos(x).abs < 0.0001 then print " не сущ.\t"
 else printf "%9.4f\t", tan(x)
 end

 if sin(x).abs < 0.0001 then print " не сущ.\n"
 else printf "%9.4f\n", cos(x)/sin(x)
 end
end

Обратите внимание на использование форматного вывода в данной программе.

(Загрузить файл с примером)