第10章: 標準ライブラリの活用

Rubyの強力な点の一つは、多くの一般的なタスクを処理するための豊富な「標準ライブラリ」が同梱されていることです。これらは "batteries included"（電池付属）とよく表現されます。

他の言語で import や include を使うのと同様に、Rubyでは require を使ってこれらのライブラリをロードします。ただし、File や Time、Regexp のようなコア機能の多くは、require なしで利用可能です。

この章では、特に使用頻度の高い標準ライブラリの機能を見ていきます。

ファイル操作 (File, Dir, Pathname)

ファイルシステムとのやり取りは、多くのアプリケーションで不可欠です。

Fileクラスによる読み書き

File クラスは、ファイルに対する基本的な読み書き操作を提供します。

ファイルの書き込みと追記:

file_io_example.rb

# 1. ファイルへの書き込み (上書き)
# シンプルな方法は File.write です
File.write('sample.txt', "Hello, Ruby Standard Library!\n")

# 2. ファイルへの追記
# mode: 'a' (append) オプションを指定します
File.write('sample.txt', "This is a second line.\n", mode: 'a')

puts "File 'sample.txt' created and updated."

ruby file_io_example.rb

File 'sample.txt' created and updated.

sample.txt(編集不可)

ファイルの読み込み:

file_read_example.rb

# 'sample.txt' が存在すると仮定

# 1. ファイル全体を一度に読み込む
content = File.read('sample.txt')
puts "--- Reading all at once ---"
puts content

# 2. 1行ずつ処理する (大きなファイルに効率的)
puts "\n--- Reading line by line ---"
File.foreach('sample.txt') do |line|
  print "Line: #{line}"
end

# 3. 処理後にファイルをクリーンアップ
File.delete('sample.txt')
puts "\n\nFile 'sample.txt' deleted."

ruby file_read_example.rb

--- Reading all at once ---
Hello, Ruby Standard Library!
This is a second line.

--- Reading line by line ---
Line: Hello, Ruby Standard Library!
Line: This is a second line.

File 'sample.txt' deleted.

DirクラスとPathname

Dir クラスはディレクトリの内容を操作するために使われます。特に Dir.glob はワイルドカードを使ってファイルやディレクトリを検索するのに便利です。

しかし、パスの連結や解析を文字列として扱うのは面倒です。Pathname ライブラリは、パスをオブジェクトとして扱うための優れたインターフェースを提供します。

irb(main):001:0> # Dir.glob はワイルドカードでファイルリストを取得できます
irb(main):002:0> Dir.glob('*.rb') # (irbを実行しているディレクトリによります)
=> [] 

irb(main):003:0> # Pathname を使うには require が必要
irb(main):004:0> require 'pathname'
=> true

irb(main):005:0> # 文字列の代わりに Pathname オブジェクトを作成
irb(main):006:0> base_path = Pathname.new('/usr/local')
=> #<Pathname:/usr/local>

irb(main):007:0> # + や / 演算子で安全にパスを連結できます
irb(main):008:0> lib_path = base_path + 'lib'
=> #<Pathname:/usr/local/lib>
irb(main):009:0> bin_path = base_path / 'bin'
=> #<Pathname:/usr/local/bin>

irb(main):010:0> # パスの解析
irb(main):011:0> file_path = Pathname.new('/var/log/app.log')
=> #<Pathname:/var/log/app.log>
irb(main):012:0> file_path.basename  # ファイル名
=> #<Pathname:app.log>
irb(main):013:0> file_path.extname   # 拡張子
=> ".log"
irb(main):014:0> file_path.dirname   # 親ディレクトリ
=> #<Pathname:/var/log>
irb(main):015:0> file_path.absolute? # 絶対パスか？
=> true

日付と時刻 (Time, Date)

Rubyには Time（組み込み）と Date（要 require）の2つの主要な日時クラスがあります。

Time: 時刻（タイムスタンプ）をナノ秒までの精度で扱います。
Date: 日付（年月日）のみを扱い、カレンダー計算に特化しています。

irb(main):001:0> # Time (組み込み)
irb(main):002:0> now = Time.now
=> 2025-11-04 11:32:00 +0900 (JST)
irb(main):003:0> now.year
=> 2025
irb(main):004:0> now.monday?
=> false
irb(main):005:0> now.to_i # UNIXタイムスタンプ
=> 1762309920

irb(main):006:0> # strftime (string format time) でフォーマット
irb(main):007:0> now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
=> "2025-11-04 11:32:00"

irb(main):008:0> # Date (require が必要)
irb(main):009:0> require 'date'
=> true
irb(main):010:0> today = Date.today
=> #<Date: 2025-11-04 ((2461014j,0s,0n),+0s,2299161j)>
irb(main):011:0> today.strftime("%A") # 曜日
=> "Tuesday"

irb(main):012:0> # 文字列からのパース
irb(main):013:0> christmas = Date.parse("2025-12-25")
=> #<Date: 2025-12-25 ((2461065j,0s,0n),+0s,2299161j)>
irb(main):014:0> (christmas - today).to_i # あと何日？
=> 51

JSONのパースと生成 (json)

現代のWeb開発においてJSONの扱いは不可欠です。json ライブラリは、JSON文字列とRubyのHash/Arrayを相互に変換する機能を提供します。

irb(main):001:0> require 'json'
=> true

irb(main):002:0> # 1. JSON文字列 -> Rubyオブジェクト (Hash) へのパース
irb(main):003:0> json_data = '{"user_id": 123, "name": "Alice", "tags": ["admin", "ruby"]}'
=> "{\"user_id\": 123, \"name\": \"Alice\", \"tags\": [\"admin\", \"ruby\"]}"

irb(main):004:0> parsed_data = JSON.parse(json_data)
=> {"user_id"=>123, "name"=>"Alice", "tags"=>["admin", "ruby"]}
irb(main):005:0> parsed_data['name']
=> "Alice"
irb(main):006:0> parsed_data['tags']
=> ["admin", "ruby"]

irb(main):007:0> # 2. Rubyオブジェクト (Hash) -> JSON文字列 への生成
irb(main):008:0> ruby_hash = {
irb(main):009:1* status: "ok",
irb(main):010:1* data: { item_id: 987, price: 1500 }
irb(main):011:1* }
=> {:status=>"ok", :data=>{:item_id=>987, :price=>1500}}

irb(main):012:0> # .to_json メソッドが便利です
irb(main):013:0> json_output = ruby_hash.to_json
=> "{\"status\":\"ok\",\"data\":{\"item_id\":987,\"price\":1500}}"

irb(main):014:0> # 人が読みやすいように整形 (pretty generate)
irb(main):015:0> puts JSON.pretty_generate(ruby_hash)
{
  "status": "ok",
  "data": {
    "item_id": 987,
    "price": 1500
  }
}
=> nil

正規表現 (Regexp) と match

Rubyの正規表現 (Regexp) は、Perl互換の強力なパターンマッチング機能を提供します。/pattern/ リテラルで記述するのが一般的です。

マッチの確認 (`=~` と `match`)

=~ 演算子: マッチした位置のインデックス（0から始まる）を返すか、マッチしなければ nil を返します。
- String#match: MatchData オブジェクトを返すか、マッチしなければ nil を返します。MatchData は、キャプチャグループ（()で囲んだ部分）へのアクセスに便利です。

irb(main):001:0> text = "User: alice@example.com (Alice Smith)"
=> "User: alice@example.com (Alice Smith)"

irb(main):002:0> # =~ は位置を返す
irb(main):003:0> text =~ /alice/
=> 6
irb(main):004:0> text =~ /bob/
=> nil

irb(main):005:0> # String#match は MatchData を返す
irb(main):006:0> # パターン: (ユーザー名)@(ドメイン)
irb(main):007:0> match_data = text.match(/(\w+)@([\w\.]+)/)
=> #<MatchData "alice@example.com" 1:"alice" 2:"example.com">

irb(main):008:0> # マッチしたオブジェクトからキャプチャを取得
irb(main):009:0> match_data[0] # マッチ全体
=> "alice@example.com"
irb(main):010:0> match_data[1] # 1番目の ()
=> "alice"
irb(main):011:0> match_data[2] # 2番目の ()
=> "example.com"

検索と置換 (`scan` と `gsub`)

String#scan: マッチするすべての部分文字列を（キャプチャグループがあればその配列として）返します。
- String#gsub: マッチするすべての部分を置換します (Global SUBstitute)。

irb(main):001:0> log = "ERROR: code 500. WARNING: code 404. ERROR: code 403."
=> "ERROR: code 500. WARNING: code 404. ERROR: code 403."

irb(main):002:0> # scan: 'ERROR: code (数字)' にマッチする部分をすべて探す
irb(main):003:0> log.scan(/ERROR: code (\d+)/)
=> [["500"], ["403"]]

irb(main):004:0> # gsub: 'ERROR' を 'CRITICAL' に置換する
irb(main):005:0> log.gsub("ERROR", "CRITICAL")
=> "CRITICAL: code 500. WARNING: code 404. CRITICAL: code 403."

irb(main):006:0> # gsub はブロックと正規表現を組み合わせて高度な置換が可能
irb(main):007:0> # 数字（コード）を [] で囲む
irb(main):008:0> log.gsub(/code (\d+)/) do |match|
irb(main):009:1* # $1 は最後のマッチの1番目のキャプチャグループ
irb(main):010:1* "code [#{$1}]"
irb(main):011:1> end
=> "ERROR: code [500]. WARNING: code [404]. ERROR: code [403]."

この章のまとめ

Rubyには、require でロードできる豊富な標準ライブラリが付属しています。
- Fileクラスはファイルの読み書きを、Pathnameはパス操作をオブジェクト指向的に行います。
- Timeは時刻を、Dateは日付を扱います。strftime でフォーマットできます。
- jsonライブラリは JSON.parse（文字列→Hash）と to_json（Hash→文字列）を提供します。
- Regexp（/pattern/）はパターンマッチングに使います。String#match で MatchData を取得し、scan や gsub で検索・置換を行います。

これらは標準ライブラリのごく一部です。他にもCSVの処理 (csv)、HTTP通信 (net/http)、テスト (minitest) など、多くの機能が提供されています。

練習問題1: JSON設定ファイルの読み書き

config.json ファイルを読み込み、内容をJSONパースしてRubyのHashに変換してください。
そのHashの logging の値を true に変更し、さらに :updated_at というキーで現在時刻（文字列）を追加してください。
変更後のHashをJSON文字列に変換し、config_updated.json という名前でファイルに保存してください。（読みやすさのために JSON.pretty_generate を使っても構いません）

config.json(編集不可)

{"app_name": "RubyApp", "version": "1.0", "logging": false}

practice10_1.rb

ruby practice10_1.rb

config_updated.json(編集不可)

練習問題2: ログファイルからの情報抽出

system.log というファイルを1行ずつ読み込みます。
正規表現を使い、[INFO] で始まり、かつ logged in という文字列を含む行だけを検出してください。
マッチした行から、IPアドレス（192.168.1.10 のような形式）を正規表現のキャプチャグループを使って抽出し、IPアドレスだけをコンソールに出力してください。

system.log(編集不可)

[INFO] 2025-11-04 User 'admin' logged in from 192.168.1.10
[WARN] 2025-11-04 Failed login attempt for user 'guest'
[INFO] 2025-11-04 Service 'payment_gateway' started.

practice10_2.rb

ruby practice10_2.rb

my.code();