Rubyの変数とメソッド

Rubyにおける「サブルーチン（メソッド）」や「変数」の使い方は、プログラミングの基礎を学ぶ上で重要な要素です。これらは、コードの再利用性を高め、より効率的なプログラムを作成するために不可欠です。この記事では、Rubyにおけるサブルーチン、変数、そしてその関連概念について、詳細に説明します。

1. Rubyの変数の基本

Rubyでは、変数は情報を保存するための「ラベル」として機能します。変数にはいくつかの種類があり、それぞれ異なる用途やスコープ（有効範囲）があります。

1.1 グローバル変数

グローバル変数は、プログラムのどこからでもアクセスできる変数です。変数名は「$」で始まります。例えば：

ruby
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$global_var = 10

def example
  puts $global_var
end

example  # => 10

このように、$global_varはどこからでも参照できますが、過度に使用するとコードが読みにくくなるため、注意が必要です。

1.2 インスタンス変数

インスタンス変数は、特定のオブジェクトに関連付けられた変数で、「@」で始まります。これらの変数はそのオブジェクトの状態を保持します。

ruby
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class Car
  def initialize(model)
    @model = model
  end

  def show_model
    puts @model
  end
end

car = Car.new("Toyota")
car.show_model  # => "Toyota"

インスタンス変数@modelは、Carクラスのインスタンスであるcarに関連付けられています。

1.3 クラス変数

クラス変数は、クラス自体に関連付けられた変数で、「@@」で始まります。クラス全体で共有されます。

ruby
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class Car
  @@count = 0

  def initialize(model)
    @model = model
    @@count += 1
  end

  def self.count
    puts @@count
  end
end

Car.new("Toyota")
Car.new("Honda")
Car.count  # => 2

この例では、@@countがクラス全体で共有されており、インスタンスが生成されるたびにその数が増加します。

1.4 ローカル変数

ローカル変数は、そのスコープ内でのみ有効な変数です。変数名は、アルファベットやアンダースコアで始まります。

ruby
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def example
  local_var = 5
  puts local_var
end

example  # => 5

local_varはexampleメソッドの中だけで使用でき、外部からはアクセスできません。

2. Rubyのメソッド（サブルーチン）

Rubyでは、メソッドを定義して処理をカプセル化し、再利用可能にすることができます。メソッドはdefで始まり、endで終了します。

2.1 メソッドの定義と呼び出し

メソッドは、引数を取ることも、取らないこともできます。基本的なメソッド定義は以下のようになります。

ruby
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def greet(name)
  puts "こんにちは、#{name}さん!"
end

greet("太郎")  # => こんにちは、太郎さん!

この例では、greetメソッドがnameという引数を受け取り、その名前を表示します。

2.2 デフォルト引数

Rubyでは、引数にデフォルト値を設定することができます。これにより、引数が渡されなかった場合に、予め設定された値を使用することができます。

ruby
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def greet(name = "ゲスト")
  puts "こんにちは、#{name}さん!"
end

greet  # => こんにちは、ゲストさん!
greet("太郎")  # => こんにちは、太郎さん!

この例では、引数nameにデフォルトで"ゲスト"が設定されており、引数が渡されない場合にその値が使われます。

2.3 可変長引数

Rubyでは、メソッドが複数の引数を受け取ることができるように、可変長引数を使用することができます。これは、引数の数が不確定な場合に便利です。

ruby
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def greet(*names)
  names.each { |name| puts "こんにちは、#{name}さん!" }
end

greet("太郎", "次郎", "三郎")  # => こんにちは、太郎さん! こんにちは、次郎さん! こんにちは、三郎さん!

*namesとすることで、任意の数の引数を配列として受け取ることができます。

3. Rubyの変数とメソッドのスコープ

変数やメソッドがどの範囲で有効かを決定するのは「スコープ」です。Rubyでは、スコープは大きく分けてグローバルスコープ、クラススコープ、インスタンススコープ、ローカルスコープに分かれます。

3.1 グローバルスコープ

グローバルスコープでは、プログラム全体からアクセスできる変数やメソッドが存在します。これには、グローバル変数やグローバルメソッドが含まれます。

3.2 クラススコープとインスタンススコープ

クラススコープは、クラス自体の中で有効であり、インスタンススコープは、個々のオブジェクトインスタンス内で有効です。これらのスコープは、オブジェクト指向プログラミングにおいて非常に重要です。

3.3 ローカルスコープ

ローカルスコープは、メソッドやブロックなど、限られた範囲内でのみ変数やメソッドが有効です。ローカルスコープ内で定義された変数やメソッドは、そのスコープを出ると無効になります。

4. 終わりに

Rubyにおける変数とメソッドは、プログラムの効率化、可読性の向上、再利用性の確保に欠かせない重要な要素です。変数の種類やメソッドの使い方を理解することは、Rubyを使いこなすための基本となります。変数とメソッドを適切に使いこなすことで、より効果的なプログラムが作成できるようになります。