这是根据问题（Ruby 2）的一种方法。它并不漂亮，各方面也不是 100% 完美，但可以完成工作。
def newsub(str, *rest, &bloc)
str =~ rest[0] # => ArgumentError if rest[0].nil?
bloc.binding.tap do |b|
b.local_variable_set(:_, $~)
b.eval("$~=_")
end if bloc
str.sub(*rest, &bloc)
end
这样，结果如下：
_ = (/(xyz)/ =~ 'xyz')
p $1 # => "xyz"
p _ # => 0
p newsub("abcd", /ab(c)/, '\1') # => "cd"
p $1 # => "xyz"
p _ # => 0
p newsub("abcd", /ab(c)/){|m| $1} # => "cd"
p $1 # => "c"
p _ # => #<MatchData "abc" 1:"c">
v, _ = $1, newsub("efg", /ef(g)/){$1.upcase}
p [v, _] # => ["c", "G"]
p $1 # => "g"
p Regexp.last_match # => #<MatchData "efg" 1:"g">
深入分析
在上面定义的方法中newsub，当给出一个块时，调用者线程中的局部变量 $1 等在块执行后被（重新）设置，这与String#sub。然而，当没有给出块时，局部变量 $1 等是not重置，而在String#sub、 $1 等总是重置，无论是否给出块。
另外，调用者的局部变量_在此算法中被重置。在 Ruby 的约定中，局部变量_用作虚拟变量，不应读取或引用其值。因此，这应该不会造成任何实际问题。如果声明local_variable_set(:$~, $~)是有效的，不需要临时局部变量。然而，在 Ruby 中却并非如此（至少从版本 2.5.1 开始）。请参阅 Kazuhiro NISHIYAMA 的评论（日语）[红宝石列表：50708] http://blade.nagaokaut.ac.jp/cgi-bin/scat.rb/ruby/ruby-list/50708.
一般背景（Ruby 的规范）解释
下面是一个简单的例子来强调与此问题相关的 Ruby 规范：
s = "abcd"
/b(c)/ =~ s
p $1 # => "c"
1.times do |i|
p s # => "abcd"
p $1 # => "c"
end
特殊变量为$&, $1, $2等（相关，$~ (Regexp.last_match), $'和类似的）
在本地范围内工作。在 Ruby 中，本地作用域继承父作用域中同名的变量。
在上面的例子中，变量s is 遗传，也是如此$1.
The do块是yield-ed by 1.times，以及方法1.times除了块参数之外，无法控制块内的变量（i在上面的例子中；n.b.， 虽然Integer#times不提供任何块参数，尝试接收块中的参数将被默默忽略）。
这意味着一种方法yield-s 块无法控制$1, $2等在块中，它们是局部变量（即使它们可能看起来像全局变量）。
字符串#sub 的情况
现在我们就来分析一下如何String#sub与块作品：
'abc'.sub(/.(.)./){ |m| $1 }
这里，方法sub首先执行正则表达式匹配，因此局部变量如$1会自动设置。然后，他们（变量如$1) 在块中继承，因为这个块与方法“sub”处于相同的范围内。他们是不及格 from sub到块，与块参数不同m（这是一个匹配的字符串，或相当于$&).
因此，如果该方法sub被定义在一个范围不同从块中，sub方法无法控制块内的局部变量，包括$1. A 范围不同是指以下情况：sub方法是使用 Ruby 代码编写和定义的，或者实际上，所有 Ruby 方法（除了一些不是用 Ruby 编写但使用与编写 Ruby 解释器相同的语言编写的方法）。
Ruby's 官方文档（Ver.2.5.1） https://ruby-doc.org/core-2.5.1/String.html#method-i-sub在 部分中进行了解释String#sub:
在块形式中，当前匹配字符串作为参数传入，$1、$2、$`、$& 和 $' 等变量将被适当设置。
正确的。在实践中，可以并且确实设置与正则表达式匹配相关的特殊变量（例如 $1、$2 等）的方法仅限于某些内置方法，包括Regexp#match, Regexp#=~, Regexp#===,String#=~, String#sub, String#gsub, String#scan, Enumerable#all?, and Enumerable#grep.
Tip 1: String#split似乎重置$~始终为零。
Tip 2: Regexp#match? and String#match?不更新$~因此速度要快得多。
下面是一个小代码片段，用于强调作用域的工作原理：
def sample(str, *rest, &bloc)
str.sub(*rest, &bloc)
$1 # non-nil if matches
end
sample('abc', /(c)/){} # => "c"
p $1 # => nil
Here, $1 在方法示例()中由设置str.sub在同一范围内。这意味着该方法sample()将无法（简单地）参考$1在给它的块中。
我指出了正则表达式部分 https://ruby-doc.org/core-2.5.1/doc/regexp_rdoc.html#class-Regexp-label-3D~+operatorRuby官方文档（Ver.2.5.1）
Using =~带有字符串和正则表达式的运算符$~全局变量在成功匹配后设置。
相当具有误导性，因为
-
$~ is a 预定义局部范围多变的 （not全局变量），以及
-
$~无论最后一次尝试的匹配是否成功，都会被设置（可能为零）。
事实上变量就像$~ and $1不是全局变量可能会有点令人困惑。但是，嘿，它们是有用的符号，不是吗？
