Erlang开发笔记之顺序型编程

灰太狼 2022-06-17 07:27 184阅读 0赞

开始之前先记录几个erlang的shell命令：

Ctrl+G 进入命令模式，输入q再按回车则退出shell命令行

pwd() 打印当前工作目录

cd(dir) 切换到某个目录

1、模块和函数

模块是erlang中代码的基本单元，一般一个文件就是一个模块，一个模块用于实现一个特定的功能。模块要在文件的第一行进行声明

\-module(模块名).

函数名和原子一样，以小写字母开头，函数的定义如下

functionName(arg1,arg2,...,argn) -> setence1,sentence2.

箭头的意思也是模式匹配，用在函数定义，case，if等地方。erlang的函数也有重载，如果函数有多个定义，前面的定义以分号结束，最后一个定义才以句号结束表示函数定义结束。要特别注意的是，函数重载指的是函数名一样，参数个数也一样，只是参数的名称不完全一样，如果函数名一样，参数个数不一样，那这两个函数属于完成没关系的两个函数，各自都要以句号结束，这个与C++很不一样。例如这样

functionName(Arg,Arg2) -> setence1;

functionName(Arg,Arg3) -> setence2.

functionName(Arg,Arg,Arg) -> sentence3.

在一个模块内定义的函数作用域仅限于这个模块，如果其它模块想要使用这个函数，必须把这个函数导出。在文件的开始处，使用下面命令导出函数

\-export(\[函数名/参数个数,函数名/参数个数\]).

一个模块定义完之后，要想使用这个模块的函数，仅将函数导出还不行，首先得编译这个模块。在shell中输入下面命令进行编译，erlang的源文件后缀是.erl，编译后会生成.beam文件。

下面用一个实例来说明，创建一个几何模块geometry，模块里面定义了一个函数area用于求长方形、正方形、圆形和三角形的面积，使用重载的方式只需要定义area一个函数就够了。

-module(geometry).
    -export([area/2]).
    
    %求圆的面积
    area(circle,T) -> 3.14*T*T;
    
    %求三角形面积
    area(triangle,{A,B,C}) ->
        P=(A+B+C)/2,
        math:sqrt(P*(P-A)*(P-B)*(P-C));
    
    %求正方形面积
    area(square,X) -> X*X;
    
    %求长方形面积
    area(square,{W,H}) -> W*H.

第1行定义模块geometry；

第2行把函数area导出，该函数需要2个参数，如果area的定义中有非两个参数的情况，导出函数也要增加，因为上面提到了参数个数不一样是两个完全没关系的函数。比如有一个分支是area(square,W,H)，那导出列表应该是-export(\[area/2,area/3\]).

下面是函数area的定义，共有四个重载分支，注意的是前面三个重载分支都是以分号结束的，表示函数的定义还没完成，最后的分支才是以句号结束，表示函数定义完成。函数体部分，语句和语句之前用逗号隔开。

2、匿名函数

可以使用关键字fun来定义一个匿名函数，定义方式如下

fun(参数列表) -> 函数体.

格式和普通函数一样，只是用fun来代替函数名而已。

匿名函数可与变量作模式匹配，匹配成功后就可以使用变量来调用函数了

X=fun(Arg1,Arg2) -> setence.

3、高阶函数

以fun以参数或返回值的函数就是高阶函数，高阶函数能完成很多功能，标准库里面的lists模块的很多函数就是高阶函数，比如过滤函数filter的原型如下

lists:filter(Fun,\[L1,L2,L3,L4\])

该函数会拿列表里面的每一个元素来运行函数Fun，将满足条件 元素保留下来，最后生成新的列表。我们可以手动来实现这个功能

fliter(Fun,L) ->
    	filter_sub(Fun,L,[]).
    
    filter_sub(Fun,[H|T],R) ->
    	case Fun(H) of
    	true -> filter_sub(Fun,T,[H|R]);
    	_ -> filter_sub(Fun,T,R)
    	end;
    
    filter_sub(_Fun,[],R) -> lists:reverse(R).

然后再定义一个判断偶数的匿名函数，然后把这个函数匹配的变量传入到filter中

31> Even=fun(X) -> (X rem 2) =:= 0 end.
    #Fun<erl_eval.6.80484245>
    32> test:filter(Even,[1,2,3,4,5,6,7,8]).
    [2,4,6,8]

4、列表解析

列表解析类似上面的filter函数，都是对列表里的每个元素进行操作，只不过列表解析不需要定义函数，格式更加简洁。列表解析格式如下

\[sentence || X<-L\]

其中L是一个列表

比如上面的过滤偶数可这样实现

36> [case X rem 2 =:= 0 of         
    36> true -> X;
    36> false -> null
    36> end || X <- [1,2,3,4,5,6,7,8]].
    [null,2,null,4,null,6,null,8]

这里有个问题，我们看到返回的并不是\[2,4,6,8\]，而是多了几个null。这是因为列表解析会把列表的每个元素进行操作会返回，因此它的返回值还是跟原来大小的列表。列表解析有局限性，并不是可以完成所有跟列表相关的操作，如果只是想对列表的所有元素进行操作，那么使用列表解析实现起来会非常简单。如果是想对列表的元素进行增删，那可以还得结合函数来实现。

5、断言

断言是一种强化模式匹配的结构，使用断言可以拓展函数重载，如果我们想给函数定义两个完全一样的分支是不允许的，但有时我们又想这么做，这两个分支分别用于处理不同情况下的逻辑，这里就可以使用断言了，我们在一个分支加上断言，另一个不加，这样就使这两个分支变成重载的了。

到目前为止，我们并没有接触到if，switch等分支结构，条件判断主要依赖于模式匹配，还有就是函数重载了，使用断言可以更好地做条件判断。

断言的格式是

when assert

断言加到函数头后面，当然除了函数之外，还有很多地方也会用到断言，后面再讲。

判断两个数之间的最大数

max(A,B) when A>B -> A;
    max(A,B) -> B.

断言表达式除了原子（除true之外的所有原子都会被当成false）之外，还有很多断言函数可用

is\_atom(X) 判断X是否是原子

is\_binary(X) 判断X是否是二进制数据

is\_constant(X) 判断X是否是常数

is\_function(X) 判断X是否是函数

....

abs(X)

float(X) 转成浮点数

element(X,N) 取元组X的第N个元素

hd(X) 取列表X的头部

tl(X) 取列表的尾部

length(X) 取列表的长度

另外，断言可以多个一起使用，用逗号隔开表示与的关系，比如

is\_tuple(X),size(X)>6

等价于

is\_tuple(X) and size(X)>6

等价于

is\_tuple(X) andalso size(X)>6

用分别隔开表示或的关系，比如

is\_integer(X);is\_float(X)

等价于

is\_integer(X) or is\_float(X)

等价于

is\_integer(X) orelse is\_float(X)

and和or是非短路的，andalso和orelse是短路的。

6、记录

记录是元组的拓展，其底层也是一个元组。元组只是把几个字段封装到一起，每个字段并没有名字，所以元组更像一个数组。记录可以给每个字段一个名字，更加一个字典。

记录通常存放在.hrl文件中，用于保存数据，其定义格式如下

\-record(recordName,\{var1=value1,var2=value2\}).

使用记录时要先将记录读进来模块中来，就像使用其它模块之前要编译该模块一样

rr("recordName.hrl").

6.1、创建记录

X=\#recordName\{\}.

这是最简单的创建方式，即所有字段都没有赋值，这时所有字段的值都是记录定义时的默认值，如果没有默认值，那它的值就是原子undefined。

可以在创建时给某些字段赋值

X=\#recordName\{var1=1,var4=4\}.

也可以使用另一个记录来创建记录

X2=X\#recordName\{var4=5\}.

这时X2的值是\#recordeName\{var1=1,var2=undefined,var3=undefined,var4=5\}

6.2、提取记录的字段

提取字段同列表和元组一样，都是使用模式匹配，表达式左边指定要提取的字段名，字段值用自由变量表示，对于不想提取的字段忽略即可

实例

定义一条记录保存到records.hrl

-record(todo,{status=reminder,who=lin,text}).

创建记录和操作记录

42> rr("records.hrl").
    [todo]
    43> R1=#todo{}.
    #todo{status = reminder,who = lin,text = undefined}
    44> R2=#todo{status=wait,who=yin}.
    #todo{status = wait,who = yin,text = undefined}
    45> R3=R2#todo{status=done,text=good}.
    #todo{status = done,who = yin,text = good}
    46> #todo{status=S}=R3.
    #todo{status = done,who = yin,text = good}
    47> S.
    done

7、条件分支

上面提到了erlang没有if，switch这些条件语句，条件判断主要都是靠模式匹配。但是erlang还有case/if两个表达式来拓展模式匹配

case的语法

case Expression of

Pattern1 \[when Guard1\] -> Expr\_seq1;

Pattern2 \[when Guard2\] -> Expr\_seq2

end

if的语法

Guard1 -> Expr\_seq1;

Guard2 -> Expr\_seq2

end

为了保证严谨性，一般case的最后一个分支使用\_，if的最后一个分支使用true，用于匹配任意其它情况，类似C语言的switch中的default。

这个表达式其它对应的就是C语言中的if和switch。

grade(A) when is_integer(A)	->
    		if A>=100 -> "very good";
    			A>=80 -> "good";
    			A>=60 -> "not bad";
    			true -> "bad"
    		end.
    
    even(A) ->
    	case A rem 2 of
    	 0 -> true;
    	 1 -> false;
    	 _ -> false
    	end.