Ruby 一元波浪号 (`~`) 方法

Question

我在 pry REPL 中闲逛，发现了一些非常有趣的行为：波浪号方法。

似乎 Ruby 语法有一个内置的文字一元运算符 ~，只是闲置。

这意味着~Object.new 将消息~ 发送到Object 的实例：

class Object
  def ~
    puts 'what are you doing, ruby?'
  end
end
~Object.new #=> what are you doing, ruby?

这看起来很酷，但很神秘。 Matz 是否本质上是想给我们自己的可定制的一元运算符？

我可以在 ruby​​docs 中找到的唯一参考是在 operator precedence 注释中，它与 ! 和 unary + 一起被列为第一高优先级运算符，这对于一元运算符是有意义的。 （有关接下来两个优先级的有趣勘误表，** 然后unary -，请查看this question。）除此之外，没有提及此实用程序。

在~=,!~, and~>` 的问题中，我可以通过搜索找到对这个运算符的两个值得注意的引用，它们是this 和this。他们都注意到了它的有用性、怪异和晦涩，却没有深入探讨它的历史。

在我即将注销 ~ 作为为您的对象提供自定义一元运算符行为的一种很酷的方式之后，我找到了它在 ruby​​ 中实际使用的地方--fixnum（整数）。

~2 返回-3。 ~-1 返回1。所以它否定一个整数并减去一个......出于某种原因？

任何人都可以告诉我波浪号运算符在整个 ruby​​ 中的独特和意外行为的目的吗？

Answer 1

使用pry检查方法：

show-method 1.~

From: numeric.c (C Method):
Owner: Fixnum
Visibility: public
Number of lines: 5

static VALUE
fix_rev(VALUE num)
{
    return ~num | FIXNUM_FLAG;
}

虽然这对我来说是不可理解的，但它促使我寻找一个 C 一元 ~ 运算符。存在一个：它是按位 NOT 运算符，它翻转二进制整数的位 (~1010 => 0101)。出于某种原因，这会转化为 Ruby 中对十进制整数的否定。

更重要的是，由于 ruby​​ 是一种面向对象的语言，编码~0b1010 行为的正确方法是定义一个对二进制整数对象执行按位求反的方法（我们称之为~）。为了实现这一点，ruby 解析器（这里都是猜想）必须将任何对象的 ~obj 解释为 obj.~，因此您将获得所有对象的一元运算符。

这只是一种预感，哪位有更权威或解释清楚的答案，请赐教！

--编辑--

正如@7stud 指出的那样，Regexp 类makes use of it as well 基本上将正则表达式与$_ 匹配，gets 在当前范围内收到的最后一个字符串。

正如@Daiku 指出的那样，Fixnums 的按位否定是also documented。

我认为我的解析器解释解决了一个更大的问题，即为什么 ruby​​ 允许 ~ 作为调用 Object#~ 的全局一元运算符。

Answer 2

对于fixnum，它是一个的补码，它以二进制形式将所有的1 和0 翻转为相反的值。这是文档：http://www.ruby-doc.org/core-2.0/Fixnum.html#method-i-7E。要了解它为什么给出示例中的值，您需要了解负数如何以二进制表示。为什么 ruby​​ 提供这个，我不知道。 Two's complement 通常是现代计算机中使用的一种。它的优点是基本数学运算的相同规则适用于正数和负数。

Answer 3

~ 是 Ruby 中的二进制补码运算符。一个补码只是翻转一个数字的位，效果是该数字现在在算术上是负数。

例如，32 位（Fixnum 的大小）二进制中的 2 是 0000 0000 0000 0010，因此 ~2 将等于 1111 1111 1111 1101 的补码。

但是，正如您已经注意到并且this article 更详细地讨论的那样，Ruby 的反码版本的实现似乎有所不同，因为它不仅使整数为负数，而且还从中减去 1。我不知道为什么会这样，但似乎确实如此。

Answer 4

在镐 1.8 的几个地方都提到了它，例如字符串类。但是，在 ruby​​ 1.8.7 中，它不适用于所宣传的 String 类。它确实适用于 Regexp 类：

print "Enter something: "
input = gets
pattern = 'hello'
puts ~ /#{pattern}/

--output:--
Enter something: 01hello
2

它应该与 String 类类似。

Answer 5

• ~（比格努姆）
• ~（复杂）
• ~ (Fixnum)
• ~（正则表达式）
• ~ (IPAddr)
• ~（整数）
• ~（正则表达式）

这些都记录在文档中。

此列表来自 Ruby 2.6 的文档

这个方法的“大体上”行为基本上是你想要的任何东西，正如你在 Object 类上定义一个名为 ~ 的方法所描述的那样。由实现维护者定义的核心类上的行为似乎有很好的文档记录，因此这些对象不应该有意外的行为。