Rubyの特異クラスを見分けるには？

Question

Rubyの特異クラスについて勉強中です。

Rubyの特異クラスは、特異クラスを定義したインスタンスを生成したクラスの下に、さらにもう一つ無名クラスを継承されてインスタンス化しているのだと理解しています。

もちろん、特異クラスから生成されたインスタンスに対して、instance.classやinstance.ancestorsによって、無名クラスの存在を知ることはできず、それはユーザーが無名クラスの存在を感じなくて済むようなRubyの仕様の工夫である、と理解しています。

では、実際にそのインスタンスが特異クラスから生成されたものであるかを知るにはどのような方法があるのでしょうか？以下2通りの方法を試してみたのですが、うまくいきませんでした。

• 特異クラスを定義していない2つのインスタンスのクラスと定義したインスタンスのクラスのobject_idを比較を比較し、特異クラスを定義したインスタンスだけが違うobject_idを持っているから、特異クラスであることがわかる。

• 特異クラスを定義したインスタンスに対してinstance.class.singleton_class?でtrueを返す。

class Icecream
   def flavor
      p "chocolate"
   end
end

ic  = Icecream.new
ic2 = Icecream.new
ic3 = Icecream.new
def ic.melt
   return false
end

p ic.class.object_id
p ic2.class.object_id
p ic3.class.object_id

p ic.class.singleton_class?

しかし、実際に得られたのはのような結果でした。
object_idはすべて同じで、 singleton_class? はfalseを返してしまします。

70368599643720
70368599643720
70368599643720
false

自分はRubyのオブジェクト指向を全く勘違いしているのでしょうか？それとも特異クラスであると見分ける方法が他にあるのでしょうか？

Answer 1

実際にそのインスタンスが特異クラスから生成されたものであるかを知るにはどのような方法があるのでしょうか？

整数やtrue、false、nilのような特殊な事例を除いて、すべてのインスタンスは特異クラスを持ち「え」ます。そして、特異クラスはObject#singleton_classなど、特異クラスにアクセスしようとした瞬間に生成されます（るりま）ので、区別はできません。

そして、Object#classで取れるのは特異クラスではありません。

Comments

[Pyons04]

maisumakun様

ご回答ありがとうございます。
返信おくれまして、申し訳ありません。

「全てのインスタンスが特異クラスを持っている」とはどういうことでしょうか？
全てのインスタンスは設計図であるクラスから生成されますから、インスタンスが必ず生成元のクラスを持っているのはわかります。

しかし、特異クラスが「一つのインスタンスに対して同じクラスから生成された他のオブジェクトとは異なる特徴を与えるための特殊なクラス」なのだから、ユーザーが定義したインスタンスにだけ存在すると、自分は認識してしまっています。

全てのインスタンスは初期化の際（.newされたときに既に）に生成元のクラスとは他に、特異クラスももっているものなのでしょうか？もしそうなのであれば、（ユーザーが特異クラスを定義しなければ）どんな役割を普段は持っているのでしょうか？

お時間あるときに回答いただけると幸いです。

[maisumakun]

すみません、誤りがありましたので回答を修正しました。

とはいえ、Ruby上で「空の特異クラスがあるオブジェクト」と「特異クラスのないオブジェクト」を区別するすべがありません（後者のオブジェクトについても、特異クラスへアクセスした瞬間に前者のオブジェクトに変化する）ので、Rubyでプログラミングする上ではこの2つの差異は無視できます。

[Pyons04]

maisumakun 様

丁寧にご回答くださりありがとうございます。

singleton_class?というメソッドをインスタンスに使うことで、特異クラスから生成されたのか、知ることが出来るのではないかと思っていたのですが、やはり無理なのですね。

ic.singleton_class.instance_methods(false)のように、他のインスタンスと比較して新しいメソッドが追加されているかどうかチェックするより方法はないのですね。

ありがとうございました。

Answer 2

特異クラスから生成されたインスタンス

特異クラスからインスタンスを生成することはできません。
コードを見ると「得意メソッドを持つインスタンス」という意図ですかね？

「このオブジェクトは得意メソッドを持つか？」の判断なら、ic.singleton_methods==[]でしょうか。

Comments

[Pyons04]

otn様
迅速な回答誠にありがとうございます。
そして返信が遅くなったことお詫びします。

自分の認識ではクラスとは「インスタンスを生成するための設計図」だと認識しています。
（Rubyではclassすらclassクラスのインスタンスなのでややこしいですが）

ですから、「特異クラス」もあくまで「クラス」であるのだからインスタンスを生成することが可能であると考えていました。

ですがotn様の仰る通り「特異クラスからインスタンスを生成することはでき」ないのであれば、「特異クラス」とはあくまで、（インスタンスに新しいメソッドを追加するという）インスタンスに対する操作であり、インスタンスの設計図である「クラス」に対して何らかの操作が行われている訳ではない、ということなのでしょうか？

お手隙の際回答いただけると幸いです。よろしくお願いいたします。

[otn]

特異クラスは、特異メソッドを定義するためのものです。
言語の構造として、通常のメソッドはクラスに属すので、統一化のために、特異メソッドもクラスに属することになっているんだと思います。

オブジェクトの特異メソッドは、
ic.singleton_methods
でわかりますが、他のクラスと同じように、クラスのインスタンスメソッド一覧を取得しても同じです。
ic.singleton_class.instance_methods(false)

「クラスに対して何らかの操作が行われている訳ではない」ということは無いです。

[Pyons04]

otn 様

特異クラス「クラスに対して何らかの操作が行われている」のであれば、それがクラスインスタンスのobject_idの変化のような形で可視化できるのではないかと思ったのですが、そのような方法はないという事なのですね。

もちろんotn様の仰る通り、ic.singleton_class.instance_methods(false)で、特異メソッドが追加された事がわかれば、特異クラスから生成されたインスタンスであると知る事ができるので、実用上の問題はありません。

丁寧に回答してくださり、ありがとうございます。

[otn]

オブジェクトを操作しても、object_idは変化しませんが、そういうことではない？？

[Pyons04]

特異クラスが定義された時点で、新しい別のIcecreamクラスが生成されるのでは？と思ったのです。そのクラス（特異クラス.object_id）は別のobject_idを持っているはずで、それで変化がわかるのではないかと思いました。

[otn]

ice.classとic.singleton_classは別のものですよ。

特異クラスは、特異メソッドを定義したときに自動生成されますが、singleton_classメソッドを実行したときにも自動生成されるとかだったと思います。

[Pyons04]

otn　様

otn様の仰る通り、メソッドに.singleton_classを実行した時点で特異クラスが生成されてしまうようです。直接的に、特異クラスの存在の有無をチェックする手立てがないということがわかってきました。ある意味（特異クラスの存在を隠せるような）よくできた言語仕様ということなのかもしれません。

余談ですが特異クラスから生成されたインスタンスに「p ic.methods(false)」を使うことで、特異クラスで定義されたメソッドだけを表示することが出来るようなので、それが最も簡単な方法に思えます。通常のインスタンスでは空の配列が返ってきました。（https://docs.ruby-lang.org/ja/latest/method/Object/i/methods.html）

ご丁寧に解説してくださり、ありがとうございます。大変勉強になりました。