Imparare il Ruby - Capitolo 1: I principi fondamentali

September 7, 2007

Capitolo 1 - I principi fondamentali

A proposito di questo capitolo:
Questo capitolo racchiude i principi fondamentali per la corretta stesura di un programma. La conoscenza di tale capitolo Ã¨ richiesta da chiunque aspiri a programmare in ruby.

1.1 - Primi Passi

* Ruby Interattivo

Inizieremo la nostra esplorazione del Ruby attraverso “irb”, la shell interattiva di Ruby, aprendo il terminale del nostro sistema e digitando: irb –simple-prompt

* Ruby come Calcolatore

Per iniziare a comprendere Ruby, possiamo iniziare ad utilizzarlo come una semplice calcolatrice e iniziare a prendere confidenza con gli operatori aritmetici.
(+) Addizione, (-) Sottrazione, (*) Moltiplicazione, (/) Divisione.
Proviamo attraverso la Shell Interattiva:

irb –simple-prompt
>> 1+2
=> 3
>> 4-3
=>1
>> exit

Come avrete sicuramente notato, la shell interattiva ci permette di eseguire immediatamente il calcolo richiesto a ruby. Per uscire dalla shell interattiva Ã¨ stato necessario digitare exit.

Potete continuare a giocare con la shell interattiva provando questo:

>> 3*2
=> 6
>> 4/2
=> 2
>> 3-5
=> -2
>> 3/2
=> 1

Prestate attenzione a cosa accade quando provate a dividere 3/2. Il valore restituito Ã¨ 1, questo perchÃ¨ Ruby riconosce due classi di numeri: Integers (numeri interi), Float (numeri decimali).

* I numeri in Ruby

Integers - Un integer Ã¨ un numero intero come 1, 2, -5, etc. Quando si opera utilizzando numeri interi, Ruby restituirÃ il valore come numero intero, infatti 3/2 dovrebbe essere uguale a 1.5, ma dovendo restituire un numero intero Ruby restituirÃ 1.

Floats - Un float Ã¨ un numero decimale come 3.14, 1.5, 3.0, etc. (E’ opportuno notare che a differenza della notazione decimale italiana che viene indicata utilizzando la virgola, nei linguaggi di programmazione viene sostituita dal punto). Seguendo lo stesso concetto per i numeri interi, se operiamo con numeri decimali, Ruby restituirÃ un valore decimale, pertanto se rieseguiamo il calcolo riportando la notazione decimale 3.0/2.0, Ruby restituirÃ 1.5.

Tale caratteristica di Ruby facilita di molto la programmazione e da la possibilitÃ di scrivere in maniera piÃ¹ immediata un programma. Approfondendo i vari capitoli riuscirete a comprenderne il motivo.

* Altri Operatori in Ruby

Prima di concludere questo capitoletto, diamo uno sguardo ad altri due operatori utilizzati in Ruby: (**) potenza, (%) resto.

Proviamoli:

irb –simple-prompt
>> 3 ** 2
=> 9
>> 5 % 2
=> 1
>> 5.1 % 2
=> 1.1

Notiamo come si Ã¨ comportato Ruby utilizzando l’operatore di resto (%) con i numeri decimali. In questo esempio 2 sta due volte in 5.1 con un resto di 1.1.

* Numeri Molto Grandi e Numeri Molto Piccoli

Ruby risulta ottimo a negoziare con i numeri molto grandi e molto piccoli. Supponiamo di voler salvare all’interno di una variabile il numero: 192349562563447.
Come potrete notare, il numero risulta difficile da legger. Nella notazione numerica Italiana potremmo dividere le cifre utilizzando il punto (.) e pertanto: 192.349.562.563.447 . Ruby utilizza qualcosa di simile attraverso il carattere underscore ( _ ) :

irb –simple-prompt
>> numero = 192_349_562_563_447
=> 192349562563447

E se volessimo scrivere 17_000_000_000_000_000_000 oppure 0.000_000_000_000_321? Normalmente vorresti utilizzare una notazione scientifica per scrivere 1.7 x 10¹⁹ e 3.21 x 10^-13. Ancora una volta Ruby ci propone un’ottima alternativa:

irb –simple-prompt
>> numerogrande = 1.7e19
=> 1.7e+19
>> numeropiccolo = 3.21e-13
=> 3.21e-13

Nota: Il carattere “e” sta per “esponente” in una notazione scientifica. Per esempio 1.7e19 significa 1.7 x 10¹⁹, 3.21e-13 significa 3.21 x 10^-13.

* Esiste un numero troppo grande per Ruby?

Non ci sono numeri troppo grandi per Ruby, ma sicuramente esistono numeri cosÃ¬ grandi che il computer non riesce ad elaborare.
Tempo fa, un matematico chiamato Edward Kasner chiese al suo nipote di 9 anni, Milton Sirotta, di dare un nome ad un numero veramente grande. Il ragazzo si fermÃ² per un momento e poi disse… googol!. Un googol Ã¨ 10¹⁰⁰ (questo Ã¨ 1 seguito da 100 zeri).

Puoi rappresentare un googol in Ruby? Prova digitandolo nella Shell Interattiva:

googol = 10**100

Tempo dopo, il dottor Kasner diede il nome ad un numero ancora piÃ¹ grande, un googolplex. Un googolplex Ã¨ 1 seguito da zeri googol. In altre parole, esso Ã¨ 10^googol o 10^10¹⁰⁰.

Puoi rappresentare un googolplex in Ruby? Prova digitandolo nella Shell Interattiva completando il codice precedente:

googolplex = 10**googol

- torna all’indice -

1.2 - Le Stringhe

La parola usata per un gruppo di caratteri Ã¨ Stringa. Qui un esempio di qualche stringa:

“Ciao!”
“Ruby Rulla.”
“Il 5 Ã¨ il mio numero preferito. Quale il tuo?”
“Snoopy dice #%^?&*@!”

* Alcune cose che si possono fare con le stringhe

Ruby ci lascia fare un po’ di cose carine con le stringhe:

irb –simple-prompt
>> “Hello ” + “World”
=> “Hello World”
>> “hi ” * 3
=> “hi hi hi”

E’ bene ricordare questo esempio “hi ” * 3, in quanto il risultato Ã¨ identico a “hi ” + “hi ” + “hi “, resituendo cosÃ¬ “hi hi hi”.
Notare inoltre cosa accade se dimentichiamo di inserire lo spazio in “hi “:

irb –simple-prompt
>> “hi” * 3
=> “hihihi”

Osservare cosa accade nell’esempio che segue:

irb –simple-prompt
>> “1″ + “2″
=> “12″
>> “1″ * 2
=> “11″

Come si puÃ² notare, Ruby interpreta come stringa tutto ciÃ² che rientra dentro le virgolette ( ” “ ) , e quindi anche i numeri vengono trattati come testo e non come numeri reali.

* Altre operazioni con il testo

Qui viene mostrato cos’altro ancora Ã¨ possibile ottenere sul testo con Ruby:

irb –simple-prompt
>> “hello”.capitalize
=> “Hello”
>> “hello”.reverse
=> “olleh”
>> “hello”.next
=> “hellp”
>> “hello”.upcase
=> “HELLO”
>> “HELLO”.downcase
=> “hello”
>> “HellO”.swapcase
=> “hELLo”

- torna all’indice -

1.3 - Nuovi nomi per vecchie cose

Ruby utilizza nomi speciali per cose che giÃ conosciamo. Per esempio utilizza la parola Float per dire “decimali”. Di seguito vedremo maggiori definizioni:

Oggetto: Ã¨ un contenitore di dati come ad esempio il numero 3 o la stringa “hello”.
Classe: Ruby separa qualunque cosa in classi (o categorie), come ad esempio Integer, Float e String.
Metodo: Rappresenta ciÃ² che Ã¨ possibile fare con gli oggetti. Pensa ad esso come un “comportamento” dell’oggetto. Per esempio puoi sommare due interi, cosÃ¬ l’operazione “+” Ã¨ un metodo di Integer. Puoi trasformare una stringa in maiuscolo, cosÃ¬ “upcase” Ã¨ un metodo di String.

Abbiamo giÃ visto le tre classi per le cose che giÃ conosciamo ( Notare che le Classi in Ruby iniziano con la lettera maiuscola):

NOMI VECCHI -> CLASSI DI RUBY

interi -> Integer
decimali -> Float
testo -> String

Abbiamo giÃ visto alcuni dei piÃ¹ importanti metodi:

CLASSI DI RUBY -> ALCUNI METODI

Integer -> + - / * % **
Float -> + - / * % **
String -> capitalize, reverse, length, upcase

* Classi vs. Oggetti

Prima di continuare, cerchiamo di essere sicuri di aver compreso la differenza tra Classi e Oggetti. Un Oggetto Ã¨ un’unitÃ di dati, mentre la Classe Ã¨ il tipo di dato contenuto nell’Oggetto. Per esempio, 3 e 5 sono numeri differenti. Non sono lo stesso oggetto, ma sono entrambi numeri Interi, cosÃ¬ sono entrambi della stessa Classe. Di seguito maggiori esempi:

OGGETTO -> CLASSE

2 -> Integer
-5 -> Integer
7.2 -> Float
3.14 -> Float
‘hello’ -> String
‘world’ -> String

* Notazione Class#method

Ricordiamo che differenti Classi hanno differenti metodi. Mostreremo alcune differenze che giÃ abbiamo visto.

Divisioni (/) non lavorano allo stesso modo con Interi e Decimali
Addizioni (+) non lavorano allo stesso con Stringhe e Interi
Le Stringhe possiedono importanti metodi che invece non hanno gli Interi e Decimali. (capitalize, lenght, upcase…)

Per questi motivi utilizzeremo la notazione Class#method per accertarci esattamente del metodo che vogliamo utilizzare. Per esempio, diremo Integer#+ per differenziarlo da Float#+ e String#+. Potremo dire anche che String#upcase esiste mentre Integer#upcase non esiste.

* Conversione tra Classi

Ruby utilizza alcuni metodi per la conversione dei dati da una classe all’altra:

String#to_i -> Converte i dati da Sting a Integer
String#to_f -> Converte i dati da String a Float
Float#to_i -> Converte i dati da Float a Integer
Float#to_s -> Converte i dati da Float a String
Integer#to_f -> Converte i dati da Integer a Float
Integer#to_s -> Converte i dati da Integer a String

Esempi:

irb –simple-prompt
>> 34.to_s
=> “34″
>> “12″.to_i
=> 12
>> “hello”.to_i
=> 0
>> 27.2.to_i
=> 27
>> 3.to_f
=> 3.0

- torna all’indice -

1.4 - Le Variabili

* Cos’Ã¨ una variabile?

Una variabile Ã¨ un nome che Ruby associa ad un particolare oggetto. Per esempio: city = “Toronto”
Qui Ruby, associa la stringa “Toronto” con il nome (variabile) city.
Pensa ad esso, come se Ruby crei due tabelle. Una con gli oggetti e una con i relativi nomi. Successivamente immagina di disegnare una freccia che collega city a “Toronto”. Attenzione!!! Le variabili devono iniziare con una lettera minuscola.

* Lavorare con le variabili

Si possono manipolare le variabili in modo esatto con lo stesso sistema con il quale vorreste manipolare l’oggetto che essi rappresentano.

irb –simple-prompt
>> var1 = 7
=> 7
>> var2 = 4
=> 4
>> var3 = var1 + var2
=> 11
>> var4 = “hello”
=> “hello”
>> var4 = var4 * var2
=> “hellohellohellohello”

Le variabili sono ottimamente pensate per tenere traccia delle informazioni in maniera piÃ¹ semplice. Supponiamo di aver dato le seguenti istruzioni:

Somma 2, 4, 6 e 8 insieme.
Prendi il risultato e dividilo per 5
Ottieni il prodotto di 2, 3 e 4
Prendi la risposta dalla linea 2 e sottrailo da quello che ricevi nella linea 3

Sicuramente potremmo scrivere una lunga espressione per fare ciÃ². In realtÃ Ã¨ molto piÃ¹ facile da scrivere:

irb –simple-prompt
>> num1 = 2 + 4 + 6 + 8
=> 20
>> num1 = num1 / 5
=> 4
>> num2 = 2 * 3 * 4
=> 24
>> num2 = num2 - num1
=> 20

* Scorciatoie

Nell’esempio sopra, abbiamo ricavato le seguenti espressioni: num1 = num1 / 5; num2 = num2 - 1;
Questi tipi di espressioni sono molto comuni, cosÃ¬ Ruby offre alcune scorciatoie:

ESEMPIO -> SCORCIATOIA -> DEFINIZIONE

Esempio: var = var +2 -> Scorciatoia: var += 2 -> Definizione: Somma 2 a var
Esempio: var = var -3 -> Scorciatoia: var -= 3 -> Definizione: Sottrai 3 a var
Esempio: var = var* 6 -> Scorciatoia: var *= 6 -> Definizione: Moltiplica var per 6
Esempio: var = var / 2 -> Scorciatoia: var /= 2 -> Definizione: Dividi var per 2
Esempio: var = var ** 3 -> Scorciatoia: var **= 3 -> Definizione: Cubo di var
Esempio: var = var % 4 -> Scorciatoia: var %= 4 -> Definizione: var modulo 4

CosÃ¬, l’esempio precedente potrebbe essere scritto cosÃ¬:

irb –simple-prompt
>> num1 = 2 + 4 + 6 + 8
=> 20
>> num1 /= 5
=> 4
>> num2 = 2 * 3 * 4
=> 24
>> num2 -= num1
=> 20

* Costanti vs. Variabili

Le costanti sono molto simili alle variabili eccetto che per una differenza. Per una variabile vi Ã¨ un valore mutevole mentre per una costante viene supposto che il valore rimanga fisso. Se proviamo a cambiare il valore di una costante, Ruby ci restituirÃ un WARNING.
Nel programma Ã¨ possibile definire la costante come una variabile, con la differenza che la nostra costante inizierÃ con una lettera maiuscola.

irb
>> City = “Toronto”
=> “Toronto”
>> City = “Paris”
(irb):2: warning: already initialized constant City
=> “Paris”
>> City
=> “Paris”

Nota: City Ã¨ una costante, nonostante ciÃ² il suo valore Ã¨ stato cambiato. Si nota perÃ² che essendo appunto una costant, Ruby ci avverte che stiamo effettuando un’operazione impropria.

- torna all’indice -

1.5 - Il nostro primo programma

Congratulazioni! Adesso che sei arrivato cosÃ¬ lontano, sei pronto per scrivere programmi.

* Hello World

Apri un qualsiasi editor di testi e inserisci: puts “Hello World” . Successivamente salva il file con il nome: hello.rb ed eseguilo dalla shell con ruby hello.rb .
Il comando puts Ã¨ cosÃ¬ chiamato perchÃ¨ stampa a schermo un’oggetto, come ad esempio una Stringa.
Un altro esempio di come potremmo inserire nel nostro file hello.rb:

name = “Daniel”
puts “Hello ” + name + “. How are you?”

Avviando il nostro programma da shell con ruby hello.rb, otteniamo:

Hello Daniel. How are you?

Notiamo che la variabile name Ã¨ una Stringa e quindi Ã¨ stato possibile sommarla ad altre stringhe, proprio come abbiamo scoperto precedentemente nelle lezioni.
In un esempio precedente abbiamo eseguito del codice tramite la shell interattiva irb:

irb –simple-prompt
>> num1 = 2 + 4 + 6 + 8
=> 20
>> num1 /= 5
=> 4
>> num2 = 2 * 3 * 4
=> 24
>> num2 -= num1
=> 20

Inseriamo il codice in un file prog.rb, salviamolo e avviamolo. Il file apparirÃ cosÃ¬:

num1 = 2 + 4 + 6 + 8
num1 /= 5
num2 = 2 * 3 * 4
num2 -= num1
puts num2

Digitando ruby prog.rb:

Supponiamo di estendere ancora il nostro programma e vogliamo che ci risponda con: “The Answer is 20″. Ovviamente non potremmo scrivere: puts “The Answer is ” + num2, questo perchÃ¨ come visto precedentemente non Ã¨ possibile sommare una stringa ad un numero e quindi dobbiamo applicare una coversione tra classi. Abbiamo giÃ visto che ciÃ² Ã¨ possibile con il metodo Integer#to_s e pertanto il nostro file dovrÃ contenere il seguente codice:

num1 = 2 + 4 + 6 + 8
num1 /= 5
num2 = 2 * 3 * 4
num2 -= num1
puts “The Answer is ” + num2.to_s
* Rendere i nostri programmi eseguibili

Se vogliamo rendere eseguibili i nostri programmi in Ruby e avviarli come un comune programma di Linux o Unix, dobbiamo innanzitutto conoscere la posizione dell’interprete ruby, e quindi dove lo abbiamo installato. Per fare ciÃ² digitiamo sempre nella shell: wich ruby. Il comando di sistema ci restituirÃ ad esempio: /usr/bin/ruby. A questo punto non ci resterÃ altro che inserire tale valore preceduto dai simboli “#!”, all’inizio del file prog.rb:

#!/usr/bin/ruby
num1 = 2 + 4 + 6 + 8
num1 /= 5
num2 = 2 * 3 * 4
num2 -= num1
puts “The Answer is ” + num2.to_s

Ultima cosa necessariÃ , sarÃ di concedere i corretti permessi al file prog.rb, perchÃ¨ come ben sappiamo su sistemi Linux o Unix, Ã¨ necessario concedere i permessi di esecuzione del file sul sistema tramite il comando chmod +x prog.rb, dove appunto +x significa eseguibile.

Submit to: