WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

«Освой самостоятельно за 24 часа Cl i nt o n Pi e r c e T e a c h Y o u r s e l f P e r l 24 Hours on Computer 201 West 103rd St., Indianapolis, I Клинтон Пирс самостоятельно часа Издательский ...»

-- [ Страница 2 ] --

4-й Укладка строительных блоков: списки и массивы Что такое конец файла? После окончания ввода с терминала надо дать знать что ввод данных завершен. Для этого нужно набрать символ конца файла (EOF). Что это за символ, зависит от операционной системы. В UNIX таким симво лом является помещенный в начале строки. В MS-DOS или Windows признаком конца файла являются два идущих подряд символа которые могут располагаться в любом месте Оператор повторения, рассмотренный на занятии, "Начало работы с Perl", в контексте списка ведет себя специфическим образом. Если левый операнд оператора повторения взят в скобки и сам оператор находится в контексте списка, то возвраща ется список с элементами, соответствующими левому операнду. В этом примере соз дается список из звездочек:

С*") х 100;

Левый операнд "*" оператора повторения находится в скобках, а значение получен ного выражения присваивается массиву, что и определяет контекст списка. Такой син таксис применяется для инициализации элементов массива одинаковыми значениями.

Другой часто используемый оператор, который вообще мало кто относит к катего рии операторов, — запятая (,). Пока мы лишь использовали ее для разделения эле ментов списка литералов, например:

'Собака', 'Рыбки', 'Канарейка', 'Игуана');

Поскольку здесь запятая находится в контексте списка, она выполняет свои обыч ные функции — разделение элементов списка. Однако запятая в скалярном контексте ведет себя иначе. Этот оператор вычисляет значение каждого элемента списка слева направо и возвращает значение крайнего правого элемента, например:

'Собака', 'Канарейка', 'Игуана');

f Совсем не то, что вы подумать!

Здесь названия домашних животных, расположенные справа от оператора при сваивания, с точки зрения не являются списком. Это группа строковых литера лов, значение которых вычисляется в скалярном контексте слева направо (из-за ска ляра $last_pet, расположенного в левой части). В результате переменной $last_pet присваивается значение 'Игуана'.

Другой пример — функция local time, в зависимости от контекста, имеет два абсо лютно различных варианта поведения. В скалярном контексте функция localtime воз вращает форматированную строку текущего времени. Например, оператор print напечатает что-то похожее на Apr 13 10:14:45 2000. В контексте списка функция localtime возвращает список элементов, описывающих текущее время:

($sec, $min, $yday, Значения этих элементов приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1. Возвращаемые значения функции в контексте списка Поле Значение $sec Секунды, 0- $min Минуты, 0- Часы, 0- $mday День месяца, 1-28, 29, 30 или 72 Часть I. Основы Perl Окончание табл. 4. Поле Значение $mday День месяца, 1-28, 29, 30 или Месяц, 0-.11 (обратите внимание!) Количество лет, прошедших с 1900 года. Прибавив к этому числу 1900, вы получите корректное значение текущего года День недели, 0- $yday День года, 0-364 или $isdst Истина, если действует летнее время Большинство проблем 2000 года в программах на были связаны с непра вильным использованием параметра возвращаемого функцией Чтобы получить текущий год, большинство программистов добавляло к значению этого параметра строку '19'. Однако следует учитывать тот факт, что разница между текущим и 1900 годом в 1999 году равна 99, в 2000 100.

Арифметическое же сложение этого значения с 1900 будет корректно работать и после 2000 года. Сам давно избавлен от ошибки Y2K, но использование па раметра с префиксами '19' или '20' действительно может привнести ее в вашу программу.

Как же узнать, какой контекст создают аргументы определенной функции или опе ратора и как эта функция или оператор ведет себя в различных контекстах? Это не так то просто, поскольку единой методики нет. В документации представлены все функции и операторы с объяснением их поведения в зависимости от нескольких факторов. В дальнейшем мы будем обращать ваше внимание, если встретившаяся впервые в этой книге функция специфическим образом ведет себя в различных контекстах.

Работа с массивами Теперь, после знакомства с основными правилами построения массивов, пришло время изучить несколько полезных методов работы с ними.

Поэлементная работа с массивом На 3-м занятии, "Управление процессом выполнения программы", были рассмот рены циклы while, for и некоторые другие конструкции управления течением про граммы. Многие задачи, выполнение которых требует использования массивов, свя заны с поэлементной обработкой массива, называемой итерацией. Один из способов организации итерации — использование цикла for, например:

Шоколадное Ванильное Клубничное Пломбир Фруктовое};

for $index++) { print любимый сорт мороженого — $flavors($index)";

print а также все остальные.\п";

В первой строке инициализируется массив названий различных сортов мороже ного. Для простоты кода использован оператор qw. Если бы в списке были названия, состоящие из нескольких слов, например Крем-брюле, пришлось бы использовать 4-й час. Укладка строительных блоков: списки и массивы таксис с одинарными кавычками. Во второй строке выполняется основная часть рабо ты- Счетчик $index инициализируется значением 0 и циклически увеличивается на единицу, пока не будет достигнуто значение §flavors. В данном случае нахо дится в скалярном контексте и имеет значение 5 — количество элементов массива.

Не правда ли, что для такой простой задачи, как перебор элементов массива, нуж но выполнить большое количество работы? Наверняка в Perl должны быть предусмот рены средства, позволяющие упростить громоздкий код. Данный случай — не исклю чение. В имеется, еще не рассмотренный нами, оператор цикла foreach. Оператор foreach устанавливает индексную переменную, называемую итератором, принимаю щую в цикле значение каждого элемента списка. Рассмотрим следующий пример:

foreach Scone { print "Я люблю рожок мороженого из $сопе\п";

. Здесь переменная $сопе последовательно принимает значение каждого элемента массива Как только $сопе принимает значение очередного элемента массива выполняется тело цикла, выводящее сообщение с этим элементом. Не забы вайте, что в цикле foreach итератор не просто принимает значения всех элементов списка. Фактически итератор здесь используется как указатель, поэтому модификация переменной $сопе в теле цикла приводит к модификации соответствующих элементов массива Вот пример:

foreach $flavor { $flavor="$flavor Происходит модификация массива Print "Я } Во второй строке происходит модификация переменной $flavor — к ее значению добавляется слово мороженое. В третьей строке выводится фраза люблю шоколадное мороженое", а затем подобные строки печатаются и для остальных сортов мороженого.

После окончания цикла окажется, что к каждому элементу массива добавле но слово мороженое.

В Perl служебные слова foreach и for — синонимы. Любое из них можно исполь зовать вместо другого. В этой книге для ясности оператор используется для итерации в массиве, а оператор for() — для обычных циклов, о которых шла речь на 3-м занятии, процессом выполнения программы". Имейте в виду, что эти операторы взаимозаменяемы.

Взаимные преобразования массивов и скаляров В Perl нет общего правила для преобразования массивов в скаляры и наоборот.

Вместо этого предлагается набор функций и операторов для выполнения таких преоб разований. Один из способов преобразования скаляра в массив предполагает исполь зование функции Этой функции передается в качестве второго аргумента ска ляр, который она разбивает на элементы массива в соответствии с шаблоном, задан ным первым аргументом (в примере он заключен в символы косой черты).

/, "В лесу родилась елочка");

74 Часть I. Основы Perl После выполнения этого кода массив будет содержать слова В, лесу, родилась и елочка без пробелов. Если исходная строка не определена, используется значение переменной $_. Если функция split вызывается без параметров, то выполняется раз биение на слова переменной $_. При этом в качестве символа-разделителя использу ется пробел. Существует также специальный шаблон разбиения '' (нулевой шаблон), разделяющий скаляр на индивидуальные символы, как показано ниже:

while { $_);

print "Первый символ введенной строки — $firstchar\n";

> В данном примере с терминала считывается отдельная строка и помещается в пе ременную $_. Следующая строка кода разбивает переменную $_ на отдельные лы. При этом используется нулевой шаблон. В результате функция split возвращает список всех символов, находящихся в переменной $_. Этот список присваивается спи ску, расположенному слева от оператора присваивания. Первый элемент при сваивается переменной $firstchar, а остальные элементы отбрасываются.

Используемые в операторе split шаблоны называются регулярными выраже ниями. Регулярные выражения — это довольно сложная тема, и мы вернемся к ней на 6-м занятии, "Поиск по шаблону". А пока для примеров мы будем исполь зовать простые шаблоны, такие как пробелы, двоеточия и т.п. После того как вы познакомитесь с регулярными выражениями, я приведу примеры использования более сложных шаблонов для разделения скаляров с помощью оператора split.

Описанный метод преобразования скаляра в список часто используется в Perl. При разделении скаляра, имеющего определенную структуру, например записи с полями, удобно использовать для частей имена, например:

'Graceland,Paul Simon', 'A Boy Named Sue, Goo Goo Dolls');

foreach $record { $artist)=split{/,/, $record);

} При использовании списка переменных сразу аидно, что первое поле записи — это название альбома, а второе поле — исполнитель. При обычном преобразовании в массив значения полей не были бы столь очевидными.

Кроме разбиения, существует и обратная операция — слияние массивов и образо вание скаляров. Для этой цели в Perl предусмотрена функция join. Ей передается строка-разделитель и список элементов, которые нужно объединить. Вот пример:

(1..10));

Здесь переменной присваивается строка Вы можете использовать функции split и join для разделения и объединения строк, причем воз вращаемое значение одной функции может поступать на вход другой:

$message="TyT Вася";

print состоит из:", 4-й час. Укладка строительных блоков: списки и массивы В этом примере переменная $message преобразуется в список с помощью функции split. Этот список поступает на вход функции join и заново преобразуется в строку, но уже с дефисами. В результате выполнения этого кода будет выведено следующее сообщение:

Строка был Вася" состоит из:Т-у-т- -б-ы-л- -В-а-с-я Упорядочивание элементов массива Иногда требуется изменить порядок следования элементов в массиве. Например, программа на должна прочитать из файла список пользователей, отсортировать их по алфавиту и распечатать. Для сортировки в Perl предусмотрена функция sort, которой в качестве аргумента передается список. Функция возвращает другой спи сок, отсортированный по алфавиту. Исходный массив при этом не модифицируется.

Вот пример:

Буи Рейган Картер Форд Никсон);

print ', sort После выполнения этого кода будет выведена строка: Буш Картер Клинтон Никсон Рей ган Форд. Имейте в виду, что установленный по умолчанию порядок сортировки ис пользует значения кодов ASCII. Это означает, что символы верхнего регистра имеют преимущество перед символами нижнего регистра. Числа при этом сортируются со всем не так, как вы могли бы ожидать. Они сортируются не по значению. Например, 11 идет после 100. Для сортировки по значению необходимо использовать порядок, отличный от заданного по умолчанию.

Функция sort позволяет выполнять сортировку в нужном вам порядке. Для этого ей в качестве первого параметра необходимо передать код или имя подпрограммы.

Внутри блока или подпрограммы используются две переменные $а и которые со ответствуют двум элементам списка. Задача блока возвратить -1, 0 или 1, если $а меньше $Ь, $а равно или $а больше соответственно. Ниже приведен один из спо собов сортировки чисел. В массиве содержатся числовые значения, которые нужно отсортировать.

{ if return (0) if ($a==$b);

return(-l) if ($a<$b);

} Этот пример, конечно же, будет сортировать числа, но его код выглядит слишком сложно для такой простой задачи. Как и следовало ожидать, в Perl есть замена такой сложной конструкции специальный оператор, который в шутку называют "космическим кораблем" <=>. Этот оператор получил свое название из-за того, что он напоминает летающую тарелку (вид сбоку). Он возвращает -1, если левый операнд меньше правого, 0 — если операнды равны, 1 если левый операнд больше правого:

$a<=>$b;

> Этот код компактнее, проще и легче читается. Оператор "космический корабль" можно использовать лишь для сравнения числовых значений.

Для сравнения строк используется оператор работающий подобным образом.

Вы можете использовать гораздо более изощренный критерий сортировки, реализовав его в виде сложной подпрограммы сортировки. Примеры такой сортировки можно посмотреть в разделе 4 Perl FAQ.

76 Часть I. Основы Perl И последняя функция, которую мы рассмотрим на этом занятии, — reverse. Она очень простая. В скалярном контексте в качестве параметра ей передается скаляр. Функция об ращает порядок следования символов и возвращает полученную строку. Например, reverse( )в скалярном контексте возвращает В контексте списка функция reverse возвращает список, элементы которого расположены в обратном порядке:

будем прогибаться под изменчивый мир);

print reverse sort В этом примере вначале выполняется функция sort, которая сортирует список бу дем, прогибаться, под, изменчивый, мир). Этот список перестраивается в обратном порядке с помощью функции reverse и передается в качестве параметра функции join для объедине ния в строку. В качестве разделителей используются пробелы. Результат — прогибаться под мир изменчивый будем Не. Правда, трудно не согласиться с этим утверждением?

Упражнение: небольшая игра На этом занятии вы получили большое количество новой, зачастую неожиданной, информации. Оказалось, что знакомые операторы ведут себя совершенно по-разному в зависимости от контекста. Вы познакомились с новыми операторами и функциями, а также изучили несколько новых синтаксических правил. Чтобы вы не впали в де прессию от такого обилия информации, я придумал игру, способную нейтрализовать ваши негативные эмоции.

Наберите в текстовом редакторе программу, приведенную в листинге 4.1, и сохра ните ее в файле Hangman. Сделайте файл выполняемым, согласно инструкциям, приве денным на 1-м занятии.

После этого попытайтесь запустить программу, набрав в командной строке perl Hangman В листинге 4.2 приведен пример диалога с программой Hangman.

Листинг 4.1. Исходный текст программы Hangman 1:

2:

3: Интернет Ответ Принтер );

4:

5:

6:

7:

8:

Э:

$choice);

x 14: while { 15: foreach $i { 16: if { 17: print 18: } else { 19: print 20: } 21: } Укладка строительных блоков: списки и массивы 22: print 23: if { 24: print 25:

26: print "\n выбор: ";

27: chomp 28: { 29: next OUTER if ($_ eq $guess);

30: } 32:

33: for $i++) { 34: if eq { 36: $right=l;

37: } 38: } 39:

40: if eq { 41: print "Вы exit;

43:, } 44: } 45: print Печально, но было загадано слово анализ протраммы.

Строка 1. В этой строке находится путь к интерпретатору (измените его в соответствии с конфигурацией вашей системы) и ключ -w. Всегда включайте режим выдачи предупреждений!

Строка 3. Массив Swords инициализируется списком допустимых в этой иг ре Строки 4-5. Инициализируются некоторые переменные. Массив служит для хранения ранее введенных букв. Переменная $wrong содержит количество неудачных ответов.

Строка 7. Из массива случайным образом выбирается слово и присваи вается переменной $choice. Функции rand{) должен передаваться скалярный аргумент, поэтому конструкция Swords воспринимается как скаляр. Значение Swords в скалярном контексте — количество элементов массива Swords, в дан ном случае 4. Функция rand возвращает случайное число в диапазоне от 0 до 4, не включая крайние значения. При использовании числа с плавающей точкой в качестве индекса массива знаки после запятой отбрасываются.

Строка 8. Формируется фигурка.

Строка 10. Загаданное слово разбивается на буквы, которые помещаются в массив Строка 11. Фигурка разбивается на части, которые помещаются в массив Причем голова, шея и т.д.

78 Часть I. Perl • Строка 12. Массив предназначен для отображения положения пра вильно угаданных букв. Вначале в находится список х длина которого равна количеству элементов Затем постепенно нули заменяются на угаданные буквы. Это делает строка 35 кода.

• Строки Это основной цикл программы. У него есть метка OUTER," по зволяющая использовать специальные операторы управления циклом. Этот цикл выполняется, пока количество неправильных ответов не сравняется с длиной фигурки.

• Строки Цикл foreach проверяет элементы массива и все угаданные буквы распечатываются, а еше не угаданные заменяются дефисами.

• Строки Переменная содержит количество неправильных отве тов. Если имеется хотя бы один неправильный ответ, печатаются $wrong на чальных элементов массива hangman.

• Строки Эти строки вводят ответ игрока. Функция chomp удаляет за вершающий символ новой строки.

• Строки 28-30. Эти строки проверяют, не вводился ли символ ранее. Если да, цикл снова начинается со строки 13. Игрок не наказывается за повторе ние неправильного ответа.

• Строка 31. Введенная пользователем буква помешается в массив • Строки Это сердцевина программы. В массиве содержащем загаданное слово, ищется буква ответа. Если буква найдена, она присваива ется соответствующему элементу массива Все элементы массива — это или угаданные буквы, или нули. Флаг получает значение 1, если хотя бы одна буква правильно угадана.

• Строка 39. Переменная увеличивается на единицу при каждом не правильном ответе пользователя.

• Строки Элементы массива объединяются в строку, кото рая сравнивается с исходным словом. Если они совпадут — это означает, что пользователь полностью угадал слово.

• Строка 45. Основной цикл программы завершается, поскольку исчер пал все свои попытки. Программа выводит сочувственное сообщение и вы ходит Листинг 4.2. Образец диалога с программой Hangman выбор: е О выбор: о О Ваш выбор:

4-й Укладка строительных блоков: списки и массивы 0 выбор: П 0 Ваи выбор: р 0 выбор: г 0 выбор: а В этой небольшой программе я постарался продемонстрировать весь изученный в этом часе материал списки литералов, массивы, функции split и join, контекст и циклы foreach. Подобную игру можно было бы запрограммировать массой различных способов, наша же программа предназначена для иллюстрации основных возможностей массивов.

Резюме Массивы и списки предназначены для хранения набора объектов В них может на ходиться практически неограниченное количество скаляров. С ними можно обращаться как с единым целым и оперировать их отдельными элементами. Perl позволяет легко ко пировать массивы, сортировать их, объединять несколько массивов и преобразовывать скаляры в массивы и наоборот. Работа большинства операторов и функций Perl зависит от контекста. Они ведут себя в скалярном контексте и контексте списка.

Вопросы и ответы Существует ли быстрый способ поиска определенной строки в элементах массива?

используют итерацию в массиве с проверкой каждого его элемента. Если та кую проверку необходимо делать много раз, для поиска элементов лучше воспользоваться возможностями ассоциативных массивов или хэшей, рассматриваемых на 7-м занятии.

Как удалить повторяющиеся элементы массива?

Как подсчитать количество уникальных элементов?

Как содержатся ли в двух различных массивах одинаковые элементы?

Ответ тот же: используйте хэш. Хэши позволяют быстро и эффективно выполнять раз личные манипуляции над массивами. Все эти вопросы будут рассмотрены на 7-м занятии.

Семинар Контрольные вопросы 1. Какой наиболее эффективный способ поменять значения переменных $а и а) б) ($а,$Ь)=($Ь,$а);

в) $с=$а;

$а=$Ь;

80 Часть I. Основы Perl 2. Какое значение получит переменная $а после выполнения оператора ?

а) количество элементов массива б) индекс последнего элемента массива в) такой синтаксис недопустим.

Ответы 1. Правильным является вариант б). Первый пример вообще не будет рабо тать, поскольку начальное содержимое переменной $а будет потеряно. Ва риант в) подходит, но в нем используется вспомогательная переменная.

Простой код варианта б) корректно меняет значения переменных и не тре бует введения дополнительных переменных.

2. Правильный ответ — вариант а). Массив в скалярном контексте возвращает количество своих элементов. Для определения индекса последнего элемента используется конструкция Использование функции scalar в этом примере не обязательно, поскольку в левой части оператора присваивания находится скаляр. Он и определяет скалярный контекст для массива Упражнения Модифицируйте программу Hangman так, чтобы фигурка печаталась в верти кальном положении.

4-й час. Укладка строительных блоков: списки и массивы 5-й час Работа с файлами До сих пор наши программы работа ли автономно. Единственно доступными для них средствами связи с внешним миром были вывод предназначенных пользователю, и ввод данных с клавиатуры.

Однако отныне все изменится!

Perl — язык с исключительными возможностями работы с файловым вводом выводом. Скаляры Perl могут вместить запись любой возможной длины, а массивы — содержимое целых файлов, если, конечно, позволяет оперативная память компьютера.

С данными, содержащимися в скалярах и массивах Perl, можно производить много численные манипуляции и записывать их в новые файлы.

Perl создавался с учетом максимального облегчения выполнения операций файло вого ввода-вывода. Некоторые его встроенные операторы оптимизированы для вы полнения типичных операций ввода-вывода. На этом занятии вы узнаете, как полу чить доступ к данным в файлах.

Основные темы этого занятия.

• Как открывать и закрывать файлы.

• Как записывать данные в файлы.

• Как читать данные из файлов.

• Как создавать "безопасные" программы.

Открытие файлов ДЛЯ чтения и записи файлов в Perl необходимо открыть так называемый дескрип тор файла. Дескрипторы файлов — еще одна разновидность переменных Perl. Они служат для идентификации файлов в программе и операционной системе. В дескрип торе содержится информация о способе открытия файла, режимах доступа (чтение и/или запись), а также атрибуты, определенные пользователем.

Из материала прошлых занятий вы уже знакомы с одним из дескрипторов — STDIN.

Этот дескриптор автоматически передается программе при запуске и обычно связан с клавиатурой (позднее вы узнаете еще некоторые особенности дескриптора STDIN).

82 Часть I. Основы Perl Формат имен дескрипторов тот же, что и имен других переменных Perl. Подробнее об этом шла речь на 2-м занятии, "Строительные блоки числа и строки". Единст венное отличие — в именах дескрипторов файлов не должно быть символов, фицирующих тип переменной ($, или какого-нибудь другого). Поэтому рекоменду ется в именах дескрипторов использовать только символы верхнего регистра, чтобы они случайно не совпали с современными или будущими зарезервированными слу жебными словами Perl, такими как foreach, else, if и т.д.

Для имени дескриптора можно использовать строковой скаляр или функцию, воз вращающую строку. Такие дескрипторы файлов называются косвенными. Сведе ния об их использовании обычно не приводятся в учебных пособиях для начи нающих. За дополнительной информацией о косвенных дескрипторах файлов обращайтесь к документации: страница раздел open.

Каждый раз, когда необходимо получить доступ к файлу на диске, необходимо создать новый дескриптор и открыть его. Для открытия дескрипторов, как вы уже на верное догадались, используется функция open:

open путь) Первый аргумент функции open — дескриптор файла, второй аргумент — путь.

Путь указывает, какой файл необходимо открыть, поэтому, если не указан полный путь, например с:/windows/system/, функция open попытается открыть файл в текущем каталоге. При успешном выполнении функция open возвращает ненулевое значение (Истина), при неудачном — возвращается (Ложь), например:

if { Выполняется при открытии } else { print "Ошибка при открытии файла exit 1;

} Здесь при удачном завершении функция open возвращает истинное значение, от крывается дескриптор файла и выполняется блок if. В противном случае файл не открывается, выполняется блок кода else, сообщающий об ошибке. Во многих программах Perl подобный синтаксис "открыть или сообщить об ошибке" может быть реализован с помощью функции die. Функция die останавливает выполнение про граммы и выводит сообщение об ошибке:

Died at line xxx Здесь имя сценария — название программы на — номер строки, в которой встретилась функция die. Функции die и open часто используются вместе следующим образом:

|| die;

Программа или открывает файл, или прекращает свое выполнение. Если open за вершилась неудачно, возвратив ложное значение, вступает в действие логический оператор ИЛИ (| |). В результате будет вычисляться аргумент, находящийся в правой части оператора (в данном случае — функция die). При удачном выполнении функ ции open правая часть логического выражения не вычисляется. Иногда используют другой вид логического ИЛИ — or.

5-й Работа с файлами По окончании работы с дескриптором его следует закрыть. Это хороший стиль программирования. Операция закрытия сообщает операционной системе, что указан ный дескриптор следует освободить для повторного использования, а находящиеся в памяти данные, связанные с файлом, — записать в файл (если они не были сохране ны ранее). Следует отметить, что операционная система позволяет открыть ограни ченное количество дескрипторов файлов. После достижения этого предела для откры тия нового дескриптора придется закрыть один из уже открытых. Для закрытия деск риптора используется функция close:

Если попытаться открыть файл, указав в качестве параметров функции open один из уже открытых дескрипторов, то вначале этот дескриптор закрывается, а затем по вторно открывается.

Пути До сих пор мы открывали файлы, указывая только их имена, например novel.txt.

При открытии файлов без указания имени каталога Perl считает, что файл находится в текущем каталоге. Чтобы открыть файл в другом каталоге, необходимо указать путь.

Путь указывает операционной системе, где находится файл.

Путь нужно указывать в виде, принятом в используемой операционной системе.

Ниже приведено несколько примеров путей для различных операционных систем:

open(MYFILE, || die;

VMS open(MYFILE, II die;

Macintosh open(MYFILE, || die;

UNIX.

В системах Windows и MS-DOS в качестве разделителей в путях можно использо вать символы обратной косой черты, например Толь ко при этом нужно помнить, что в строках, заключенных в двойные кавычки, символ обратной косой черты означает, что следующий за ним символ является специальным.

Например:

open (MYFILE, || die;

Ошибка!

Этот пример не сработает, потому что \п в строках в двойных кавычках обозначает символ перевода строки, а не букву л, а все остальные обратные косые черты будут просто игнорироваться Perl. Вот корректный способ открыть файл:

open (MYFILE, "\\Windows\\users\\pierse\\novel.txt ") j| die;

Правильно, но некрасиво Чтобы эта же строка выглядела красивее, используйте символ косой черты (/) как разделитель путей в Windows и MS-DOS (в Windows и MS-DOS это допускается):

open (MYFILE, ") || die;

Значительно лучше Пути могут быть как абсолютными (/home/foo в UNIX или в Windows), так и относительными в UNIX или. в Windows). Функция open в Windows способна воспринимать пути, следующие согла шению об универсальных именах UNC (Universal Naming Convention). Формат путей в UNC выглядит так:

84 Часть Основы Pert понимает пути, заданные в формате UNC с использованием как прямых, так и обратных косых черточек, открывает файлы на удаленных системах, если сетевые средства операционной системы позволяют это сделать, например:

open (REMOTE, || die;

В Macintosh путь состоит из имени тома, за которым имена папки и фай ла, разделенные символами двоеточия, как показано в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Спецификаторы пути в Путь в Macintosh Описание Системный диск, папка файл config Папка f в текущей папке, файл friends Текущий диск, текущая папка, файл ShoppingList Бог бережет Создание программ для компьютера часто сопровождается неоправданным опти мизмом у программистов. Они думают: "Вот теперь она работает как надо!" или "Все ошибки наконец-то исправлены". Вообще чувство гордости за проделанную работу — отличная вещь;

все достижения принадлежат людям, которые пытаются сделать не возможное возможным. Но иногда самоуважение переходит все границы и превраща ется в самоуверенность или высокомерие. В одной из древнегреческих трагедий высо комерие всегда жестоко наказывалось богами.

Описанный феномен стал проявляться по мере распространения компьютеров.

Фредерик П. Брукс (Frederic P. Brooks) в своей классической работе The Mythi cal Man-Month Wesley, 1975, с. 14) писал: "Все программисты неис правимые оптимисты. Возможно, современное волшебство (программиро вание) особенно привлекает тех, кто верит, что все сказки имеют хороший ко нец, но... Все наши идеи ложны, нам свойственно ошибаться, поэтому наш оп тимизм неоправдан".

До настоящего времени все приведенные примеры и упражнения имели дело с внутренними данными программы (множители чисел, массивы данных и т.д.) или с простыми строками, введенными пользователем с клавиатуры. При работе с файлами программы часто имеют дело с неподконтрольными им данными. Особенно это акту ально, если данные не расположены на вашем компьютере, а пересылаются по сети.

Поэтому следует иметь в виду, что может произойти сбой, на который программа должна отреагировать должным образом. Написание подобных программ называется безопасным программированием. "Безопасная" программа имеет бесспорные преимуще ства перед обычной, особенно если это касается устойчивости работы.

Если программа взаимодействует с внешним миром, например открывает дескрип тор файла, прежде чем продолжить выполнение, всегда нужно удостовериться, что предыдущая операция выполнена успешно. Лично я отлаживал сотни программ, в ко торых программист использует вызовы операционной системы, без проверки резуль тата их работы, что очень часто приводит к сбою. Даже если ваша программа тестовая и пишете вы ее на скорую руку, всегда полезно убедиться, что все произошло так, как и ожидалось.

5-й час. Работа с файлами так с музыкой Функция die используется в Perl для остановки выполнения программы в случае ошибки и вывода содержательного сообщения. Вы уже знаете, что простой вызов функции die приводит к появлению сообщения:

Died at line xxx Функции die может передаваться список аргументов, которые будут выводиться вместо стандартного сообщения. Если сообщение не содержит символа перевода строки, то в его конец добавляется текст at line например:

die "Ошибка при файла";

Выводится сообщение " Ошибка при открытии файла at line die "Ошибка при открытии файла\п";

t Выводится " Ошибка при открытии файла" В Perl предусмотрена специальная переменная $!, содержащая сообщение об ошибке, возникшей при выполнении последней системной (например, опе рации дискового вода). В числовом контексте конструкция $! возвращает ма ло что говорящий номер ошибки. В строковом контексте переменная $! возвращает сообщение операционной системы об ошибке, например:

|| die "Ошибка при открытии $!\n";

Если эта функция не сможет открыть файл из-за его отсутствия, будет выведено сообщение Ошибка при открытии myfile: a file or directory in the path does not exist.

Как видите, все понятно. Подобные сообщения в сильной степени помогают понять, что произошло, в каком месте программы и в результате выполнения какой операции.

Хорошая диагностика неоценима при локализации программных ошибок.

Не используйте переменную $! для проверки успешности выполнения системной функции. Значение этой переменной определено непосредственно после выпол нения системной операции (например, ввода-вывода) и только при неудачном завершении этой операции. Во всех остальных случаях переменная $! может совершенно произвольное бессмысленное значение.

Иногда нужно вывести в программе предупредительное сообщение и продолжить ее выполнение. Для генерации предупреждений служит функция warn, аналогичная die, за исключением того, что выполнение программы продолжается:

if {! "output")) { warn "Ошибка при открытии файла output:

} else { : Читаются данные Чтение данных из файла В существует несколько способов чтения файлов, определенных дескриптора ми. Самый распространенный заключается в использовании оператора вво да, называемого еще угловым оператором Для чтения информации из файла дос таточно поместить дескриптор в угловые скобки и присвоить это значение пере менной, например:

|| die "Ошибка при открытии myfile:

Чтение файла 86 Часть I. Основы Perl Угловой оператор в скалярном контексте читает одну строку из файла. Если файл заканчивается, угловой оператор возвращает значение Строкой в текстовом файле называется последовательность символов, ограни ченная специальным признаком конца строки. В UNIX таким признаком является символ перевода строки (ASCII-код 10), в DOS и последовательность символов возврата каретки и перевода строки (ASCII-коды: 13 и 10). Знамение стандартного признака конца строки может быть изменено в что позволяет добиться некоторых интересных эффектов. Подробнее об этом речь пойдет на 12-м занятии, "Работа с командной строкой Для чтения и вывода содержимого целого файла можно использовать следующий код (в примере предполагается, что MYFILE — открытый дескриптор файла):

while { print $a;

} Для чтения информации из файла удобно использовать цикл while. Если в цикле while вместо условного выражения используется угловой оператор, Perl автоматически присваивает введенную строку специальной переменной $_ и повторяет цикл, пока файл не закончится:

{ print $_;

} При этом на оператор while возлагается присваивание введенной строки перемен ной $_ и проверка признака достижения конца файла. Такое интересное поведение случается только в цикле while и лишь тогда, когда условное выражение состоит из углового Не забывайте, что в прочитанных из файла данных, кроме самого текста, содер жатся также символы конца строки. Если вам нужен только текст, используйте функцию chomp, позволяющую избавиться от символов конца строки.

В контексте списка угловой оператор читает файл целиком и присваивает его спи ску. Каждая строка файла присваивается соответствующему элементу списка или мас сива, как показано ниже:

"novel.txt") || die В этом примере через дескриптор MYFILE считываются все данные из файла novel.txt и присваиваются массиву {(contents. При этом первая строка файла novel.txt присваивается первому элементу массива $contents [ 0 ]. Вторая строка при сваивается $contents[l] и т.д.

В большинстве случаев чтение всего файла в массив (если файл не слишком ве лик) — наиболее простой способ подготовки данных к дальнейшей обработке. При этом можно легко перемещаться по массиву, манипулировать его элементами и поль зоваться всем арсеналом средств для работы с массивами. При этом не нужно беспо коиться о том, что содержимое самого файла может быть случайно испорчено, по скольку работа выполняется над копией файла. В листинге 5.1 неко торые возможные манипуляции с файлами в памяти.

5-й час. Работа с файлами Листинг 5.1. Инвертирование содержимого файла 1:

-w 2:

3: "testfile") j| die открытия файла testfile:

4:

5:

6: f А теперь мы можем выполнить любые манипуляции с файлом.

7: { 8: print Поместим в тестовый файл testfile следующий текст:

В лесу родилась елочка, В лесу она росла.

Тогда программа из листинга 5.1 выведет:

ано В,акчопе усел В Проведем анализ программы.

• Строка I. В этой строке находится путь к интерпретатору (измените его в соответствии с конфигурацией вашей системы) и ключ -w. Всегда включайте режим вывода предупреждений!

• Строка 3. Открывается файл testfile, которому назначается дескриптор MYFILE. Если файл не может быть корректно открыт, выполняется функция die, выводящая сообщение об ошибке.

• Строка 4. Все содержимое файла testfile читается в массив • Строка 5. Поскольку содержимое файла testfile успешно прочитано, файл можно закрыть и освободить дескриптор MYFILE.

• Строка 7. Из массива создается список с обратным порядком следования элементов — первая строка становится последней и т.д., затем полученный спи сок используется в операторе Каждая строка этого списка поочередно присваивается переменной $_, после чего выполняется тело цикла • Строка 8. Изменяется порядок следования символов строки файла (которая на ходится в переменной $_), после чего выполняется ее печать. Функция scalar в данном случае необходима, так как по умолчанию функция print ожидает полу чить список, а в контексте списка функция reverse инвертирует порядок следо вания элементов списка. Поэтому порядок следования символов переменной остался бы неизменным. Функция scalar определяет скалярный контекст для функции reverse, изменяющей порядок следования символов в $_.

Чтение файлов целиком в массив для дальнейшей обработки может быть осущест влено лишь с файлами относительно небольшого размера. Хотя чтение слишком большого файла в и не запрещено, но может привести к тому, что исполь зует всю доступную память системы.

Часть I. Основы Perl Если при чтении в массив слишком большого файла или выполнении каких нибудь других действий доступная для память будет исчерпана, интерпретатор выдаст сообщение об ошибке Out of memory! и прекратит выполнение программы. Ес ли это произойдет при чтении всего файла в массив, вам следует подумать о построч ной обработке файла.

Запись в файл ДЛЯ записи данных в файл сначала нужно открыть сам файл для записи. Синтак сис открытия файла для записи почти такой же, как и для чтения:

Синтаксис первой строки уже знаком нам, за исключением символа > перед путем.

Этот символ говорит Perl, что в файл, путь которого указан следом, должны быть за писаны новые данные. При этом уже имеющиеся данные в файле стираются и ука занный дескриптор открывается для записи. Во втором примере символы » говорят Perl, что файл открывается для записи, но если файл уже существует, новые данные дописываются после имеющихся. Вот примеры:

Новые данные записываются поверх старых, если таковые есть || die "Ошибка при открытии $!";

t Новые данные дописываются к уже существующим.

"»logfile.txt") || die " Ошибка при открытии logfile.txt: $!";

До сих пор ваши программы на Perl вряд ли могли причинить какой-либо вред. Те перь, когда вы узнали, как записывать данные в файлы, следует очень осторожно использовать эту возможность, чтобы случайно не повредить ценную информацию.

В системах с незащищенными системными файлами (Windows 9x и можно легко повредить операционную систему, случайно уничтожив один из ее файлов.

Поэтому тщательно контролируйте, какие файлы вы открываете для записи. Вос становить прежнюю информацию в файле, открытом с помощью префикса >, прак тически невозможно. Восстановление файлов, случайно открытых с помощью пре фикса », может оказаться довольно сложным процессом, так что будьте начеку.

После окончания работы с файлом, открытым для записи, вопросом первостепен ной важности становится закрытие этого файла и освобождение его дескриптора.

Операционная система не переносит данные на диск тут же, как только совершается операция записи, данные вначале записываются в буфер, который периодически со храняется на диске. Функция close сообщает операционной системе, что запись в файл завершена и данные должны быть помещены в место своего постоянного хране ния на диске, например:

После того как файл открыт для записи, поместить в него данные очень просто.

Это делается с помощью хорошо вам знакомой функции print. Пока функция print использовалась нами лишь для отображения данных на экране. В принципе эта функция может быть использована для записи данных в любой файл. Синтаксис опе ратора print, предназначенного для вывода данных в файл, очень прост:

print дескриптор СПИСОК 5-й час. Работа с файлами Здесь параметр дескриптор — это дескриптор файла, открытого для записи, а СПИСОК— список элементов, которые нужно вывести в файл.

Примите во внимание, что синтаксис оператора print не допускает наличия запя той между именем дескриптора и списком. Однако внутри списка запятая использует ся для разделения элементов как и прежде. Отсутствие запятой между деск риптором и списком говорит что лексема, следующая за print, — дескриптор файла, а не первый элемент списка. Если вы забудете об этом и поставите запятую, выдаст вам сообщение: No comma allowed after filehandle (если включен режим вывода предупреждений).

Теперь рассмотрим следующий код:

open (LOGF, || die •$!";

if (! Print LOGF сделана "\n") { "Ошибка при записи в файл logfile: $!";

} В этом примере файл logfile открывается для добавления информации. Оператор print выводит сообщение в дескриптор LOGF. Значение, возвращаемое функцией print, проверяется, и, если запись не может быть сделана, выводится предупреждение. Затем дескриптор файла закрывается.

Одновременно можно открыть сразу несколько файлов для чтения или записи, как показано в следующем примере:

die open(DEST, ">destination") die "Проглотим" исходный файл print DEST I Запишем его в другой файл В этом примере выполняется простое копирование файлов. Кстати, можно не сколько сократить код, объединив в одном операторе операции чтения и print DEST Так как функция print в качестве параметра ожидает передачи списка, оператор находится в контексте списка. Угловой оператор в контексте списка считыва ет весь файл, а оператор print выводит его в дескриптор DEST.

Свободные дескрипторы, тестирование файлов и двоичные данные С точки зрения файловой системы, файлы не обязательно должны быть связаны с данными, хранящимися на диске. Иногда дескриптор может быть связан с объектом операционной системы, например с клавиатурой, сетевым каналом или устройством резервного копирования на магнитную ленту. Кроме того, в файловой системе хра нятся так называемые метаданные, относящиеся к вашим файлам. Perl может запра шивать файловую систему о размере конкретного файла, времени и исполнителе его последней модификации, а также о том, какого рода данные находятся в файле. В не которых операционных системах файловые метаданные содержат даже информацию о том, является ли файл текстовым или двоичным.

90 Часть I. Основы Perl Свободные дескрипторы Perl начал свою жизнь в качестве утилиты для UNIX. Поэтому иногда это проис хождение проявляется и на других, отличных от платформах. Перед запуском программы на Perl для нее автоматически создаются три дескриптора файлов: STDOUT (стандартный выходной поток), STDIN (стандартный входной поток) и STDERR (стандартный поток ошибок). По умолчанию все они связаны с терминалом.

Для считывания введенного вами с клавиатуры текста в Perl используется дескрип тор STDIN:

Для вывода данных на экран терминала предусмотрена функция print, которая по умолчанию использует дескриптор файла STDOUT, например:

print "Привет всем!\п";

то же, что и...

print STDOUT "Привет На 12-м занятии, "Работа с командной строкой вы узнаете, как изменить имя дескриптора файла, который по умолчанию используется в функции print.

Дескриптор STDERR обычно также связан с терминалом. Он используется ото бражения сообщений об ошибках. В UNIX сообщения об ошибках и данные могут быть выведены на различные мониторы. Поэтому традиционный подход заклю чается в том, чтобы выводить сообщения об ошибках в стандартный поток ошибок STDERR. Например, функции die и warn выводят свои сообщения в STDERR. Если опера ционная система не поддерживает отдельного потока ошибок, как, например, в случае DOS или Windows, поток STDERR выводится в STDOUT.

Вопрос о перенаправлении вывода и сообщений об ошибках в UNIX выходит за рамки этой книги. В различных оболочках это делается по-своему. Данная тема подробно рассматривается в любой более-менее приличной книге UNIX.

Работа с бинарными файлами Некоторые операционные системы, такие как VMS, Atari ST и в особенности Win dows и DOS, различают двоичные (бинарные) и текстовые файлы. Это вызывает опре деленные проблемы, так как Perl не видит между ними отличий. Текстовые файлы со стоят из записей, оканчивающихся символами конца строки, называемыми разделите лями записей. Двоичные файлы — это набор битов, которые должны быть правильно интерпретированы, например изображения, программы и файлы данных.

Когда выполняется запись данных в текстовый файл, Perl рассматривает символ \п как разделитель записей, принятый в данной операционной системе. В UNIX \n пре образуется в ASCII-код 10 (символ LF), в Macintosh и Windows — в ASCII-коды 13 и Это особенность текстовых файлов.

При записи двоичных данных, таких как файлы GIF, документы MS и т.п., преобразование данных не требуется. Поэтому, чтобы ни ни операционная система не делали подобных преобразований, перед записью двоичных данных в файл необходимо использовать функцию Она помечает дескриптор файла как дво ичный. Функция binmode вызывается после открытия файла, но до того, как будет вы полнен ввод или вывод данных. Вот пример:

"camel.gif") j| die "$! ";

Дескриптор становится 5-й час. Работа с файлами заголовок GIF-файла...

print После открытия файла функцию к его дескриптору можно применить только один раз. При закрытии и повторном открытии двоичного файла придется ново вызвать функцию Использование в системах, где не различаются текстовые и двоичные файлы (например, в UNIX), не вызывает никаких действий.

Операторы тестирования файлов Перед тем как открыть файл, неплохо убедиться, что он действительно существует, проверить, не является ли он каталогом, и не приведет ли это к появлению сообще ния об ошибке permission denied. В Perl имеются специальные операторы тестирова ния файлов. Все они имеют похожий синтаксис:

-X -X путь Здесь X — конкретная операция тестирования, а — тестируемый дескриптор. Файл можно протестировать и без открытия дескриптора. В табл. 5. некоторые операторы тестирования.

Таблица 5.2. Часто используемые операторы тестирования Оператор Пример Результат Истинное значение, если разрешено чтение -w $a Истинное значение, если разрешена запись в файл, имя которого содержится в переменной $а -е 'файл' Истинное значение, если существует -z -z 'файл' Истинное значение, если существует, но он пустой -s -s 'файл' Возвращает размер 'файла' в байтах, если тот существует -f -i Истинное значение, если является обыч ным файлом (не каталогом) -d -d 'каталог' Истинное если параметр за дает каталог -T 'файл' Истинное значение, если параметр опре деляет текстовый файл -B 'файл' Истинное значение, если параметр опре деляет двоичный файл -К Возвращает количество прошедших дней с мо мента последней модификации 'файла' Полный список операторов тестирования файлов можно найти в документации.

Наберите в командной строке perldoc perlfunc и найдите раздел Alphabetical List of Perl Functions.

Часть I. Основы Perl Операторы тестирования позволяют убедиться в отсутствии файла с данным именем перед созданием нового файла. Их можно использовать для проверки пра вильности значения, введенного пользователем. С помощью этих операторов можно также проверить наличие некоторого каталога и возможность записи в него. Ниже приведен пример:

print "Где будем сохранять данные?";

$filename=;

chomp if (-s $filename ) { "Содержимое файла $file будет потеряно!\п";

был модифицирован ", "дней тому назад.\п" Резюме На этом занятии вы изучали открытие и закрытие файлов с помощью функций open и close. Чтение открытого файла выполняется с помощью операторов <> или read, а запись в файл — с использованием оператора print. Еще вы узнали о некото рых особенностях работы операционной системы с файлами и о том, зачем нужна функция Кроме того, я надеюсь, что вы не пропустили мимо ушей информацию о безопас ном стиле написания программ.

Вопросы и ответы Мой оператор open не работает по неизвестной причине. Что могло произойти?

Во-первых, проверьте синтаксис выражения с функцией open. Убедитесь, что пра вильно указано имя файла. Можете даже вывести это имя, перед тем как использовать его в open. Если вы собираетесь использовать файл для записи, не забудьте поставить префикс > перед именем файла, это необходимо. А проверяли ли вы, как выполнилась операция открытия файла с помощью синтаксиса open() j| die "$!";

?. Сообщение функции die может сильно облегчить поиск ошибки.

Я выводил данные в файл, но их там не оказалось. Куда делись мои данные?

А вы уверены, что файл открыт правильно? Если вы используете неправильное имя файла, данные могут оказаться не в том файле, в каком вы Распростра ненной ошибкой является использование символов обратной косой черты в пути файла, если путь заключен в двойные кавычки:

|| die "$! ";

Ошибка!

В этой строке создается файл Это явно не то, что нужно. Убедитесь также в успешном выполнении функции open. При отклю ченном режиме выдачи предупреждений Perl "молча" отбрасывает данные, выводи мые в файл, который не был успешно открыт.

Я пытался открыть файл с помощью функции open, но получил сообщение permission denied. В чем тут дело?

Perl лишь следует правилам, регламентирующим безопасность в данной операци онной системе. Если у вас нет права доступа к соответствующему файлу, каталогу или диску, то ничего не может с этим поделать.

5-й час. Работа с файлами Как организовать посимвольный ввод данных?

Для посимвольного ввода из файла используется функция Посимвольный ввод с клавиатуры — гораздо более серьезный вопрос, требующий учета особенностей конкретной операционной системы. После знакомства с модулями на 15-м заня тии, "Обработка данных в и чтения речь о котором пойдет в 16-м занятии, "Сообщество Perl", посмотрите пятый раздел FAQ. В нем содержится развернутое объяснение принципов организации посимвольного ввода для различных платформ с многочисленными примерами кода. В этой книге мы не можем их привести.

Как избежать одновременной записи в один и тот же со стороны различных программ?

Перед записью нужно выполнить блокировку файла. Более подробно эта тема об суждается на 15-м занятии, "Обработка данных в Предупреждаем, это довольно сложный вопрос!

Семинар Контрольные вопросы 1. Чтобы открыть файл data для записи, нужно сделать следующее:

"data", write);

б) "data");

а затем просто выполнить печать в в) ">data") die "Ошибка при открытии data: $!";

2. Выражение (-М $file > and -s $Ше) истинно, если:

а) файл $Ше был модифицирован не позднее, чем день назад, и содержит данные;

б) это выражение не может быть истинным;

в) запись в разрешена, и он не содержит данных.

Ответы 1. Правильный ответ — вариант в). У варианта а) неправильный синтаксис, а вариант б) открывает файл для чтения. Вариант в) — то, что нужно, и к то му же хорош для контроля ошибок.

2. Правильным является вариант а). Оператор -М возвращает количество дней, прошедших с момента последней модификации файла (выражение >1 озна чает, что количество дней должно быть больше одного), а оператор -s воз вращает истинное значение лишь для файлов, содержащих данные.

Упражнения Модифицируйте программу Hangman, описанную на предыдущем занятии, так, чтобы она читала список возможных слов из файла.

94 Часть I. Основы Perl 6-й час Поиск по шаблону Из предыдущего занятия вы узнали много о чтении данных из файлов. Эта ин формация и уже известные вам сведения о скалярах, массивах и операторах являются необходимой теоретической базой для создания программ данных. Но, к сожалению, данные в файле не всегда имеют простой формат пробелами-разделителями, позво ляющий воспользоваться простым выражением функции split, а кроме того, в файле могут содержаться строки с ненужными данными, которые должны быть отброшены.

Для этого нужно уметь распознавать в потоке ввода фрагменты текста, соответствую щие некоторым шаблонам, извлекать данные с использованием этих шаблонов и, возмож но, преобразовать эти данные в более удобную для использования форму. Регулярные вы ражения— одно из средств предназначенное для выполнения этих задач. Заметим, что в данной книге термины регулярное и шаблон являются эквивалентными.

Регулярные выражения — это фактически язык в языке. Они предоставляют фор мальный метод описания шаблонов для поиска. На этом занятии мы рассмотрим только начальные сведения о языке регулярных выражений.

В документации содержится намного более подробное (и гораздо для восприятия) описание языка регулярных выражений в Perl {обратитесь к странице perlre). Это настолько сложная тема, что ей посвящены целые книги.

Сообщество Perl для дальнейшего изучения регулярных выражений рекомендует книгу Джеффри Фрейдла (Jeffrey E. F. Mastering Regular Expressions (Sebastopol: O'Reilly, 1997). В ней рассматривается использование регулярных выражений не только в Perl, но именно Perl уделено особое внимание.

Регулярные выражения используются и в других языках программирования, вклю чая TCL, JavaScript, Python и С, а также во многих утилитах операционной системы UNIX. В Perl регулярные выражения представлены достаточно полно, и их знание поможет вам в освоении других языков программирования.

Основные темы этого занятия.

• Как создавать простые регулярные выражения.

• Как использовать регулярные выражения для поиска по шаблону.

• Как редактировать строки при помощи регулярных выражений.

б-й Поиск по шаблону Простые шаблоны В Perl шаблоны помешаются в оператор поиска по шаблону, который обычно вы глядит как т/Л ВОТ пример простого шаблона:

ш/ Simon/ Этот шаблон соответствует последовательности букв Но вот только где он ищет эту последовательность? Ранее вы узнали, что в часто используется стандарт ная переменная $_. Так вот, поиск по шаблону происходит в переменной $_, если не бу дет указана другая переменная (об этом мы поговорим позже). Итак, предыдущий шаб лон ишет последовательность символов в скалярной переменной $_.

Если в переменной $_ найдена строка, соответствующая шаблону, оператор возвращает истинное значение. Поэтому обычно поиск по шаблону используют в ус ловных выражениях, как показано ниже:

if { I Здесь строка "Piglet" присутствует в $_ } Внутри шаблона каждый символ соответствует самому себе, если только это не метасимвол. Большинство обычных символов (буквы и цифры) соответствуют сами себе. Метасимволы — это символы, изменяющие поведение шаблонов. Вот список ме тасимволов:

$ ( ) \ | 0 [ { ?. + * Их действие будет объяснено чуть позже. Если же в шаблоне вы хотите использо вать метасимвол как литерал, необходимо перед ним поставить обратную косую черту, например:

m/Я честно выиграл \$10/;

$ в данном случае не метасимвол, а просто знак доллара.

Оператор поиска по шаблону обычно имеет вид Тем не менее в нем можно за менить символы косой черты на любой другой символ, как в следующем примере:

if { print "Найдено слово Подобная замена символов часто делается, если в шаблоне есть символы косой черты, что может привести к неправильному определению конца шаблона. Поэтому перед вло женным символом косой черты должен быть символ обратной косой черты, например:

if {print "Найдена игра hangman!';

} Этот же пример можно переписать в более читабельном виде:

if {print "Найдена игра hangman!";

} В операторе поиска по шаблону можно обойтись и без префикса если в качестве ограничителей шаблона используются символы косой черты. Так, вместо m/Cheetos/ можно написать /Cheetos/. Обычно, если не нужно заменять символ-ограничитель, так и поступают.

В регулярных выражениях можно использовать переменные. Встретив в регуляр ном выражении имя переменной, Perl сначала вычисляет значение этой переменной, а затем уже использует получившийся шаблон. Это позволяет создавать регулярные выражения на ходу. В приведенном ниже примере регулярное выражение, используе мое в операторе if, считывается с клавиатуры:

96 Часть I. Основы Perl chomp $pat;

в которой будет выполняться поиск";

if (/$pat/){ f Используется шаблон, введенный пользователем print "Строка соответствует шаблону $pat\n";

Для обозначения регулярных выражений в руководстве и документации часто ис пользуются сокращения или Для ясности мы будем по-прежнему назы вать их регулярными выражениями.

Правила игры Прежде чем применять регулярные выражения в Perl, сначала нужно узнать, как они используются. Этих правил немного. Все они возникли не на пустом месте, а имеют определенный смысл. Вот они.

• Обычно поиск по шаблону в строке ведется слева направо.

• Выражение, в котором задан шаблон, возвращает истинное значение (в лю бом контексте) тогда и только тогда, когда в строке найден текст, полностью соответствующий шаблону.

• Поиск соответствия шаблону выполняется в строке слева направо. Таким образом, первым будет найден текст, расположенный ближе к началу стро ки. Однако это совсем не означает, что следующие соответствия шаблону найдены не будут. Хотя существуют и исключения...

• Прежде всего программа пытается найти самую длинную строку, соответст вующую шаблону. Обнаружив первое совпадение, Perl просматривает всю строку до конца в поиске более длинной фразы, соответствующей заданному шаблону. Для описания этого свойства регулярных выражений придуман специальный термин — "жадность "регулярных выражений.

Метасимволы Во всех примерах этого занятия фрагменты текста, совпавшие с шаблоном, под черкиваются. Помните, что строка называется соответствующей шаблону, если хотя бы ее часть соответствует этому шаблону. Подчеркивание показывает, какая именно часть совпадает.

Не пропустите следующие разделы и не огорчайтесь, если сразу вы поймете не все, — понимание постепенно придет. Давайте начнем с метасимволов.

Простой метасимвол Первый метасимвол — это точка (.)• Внутри регулярного выражения точка соот ветствует любому одиночному символу, кроме символа перевода строки. Например, в шаблоне /p.t/ точка означает любой символ. Этому шаблону соответствуют слова pot, pat, pit, carpet, python и Точка заменяет только один символ. Поэтому слова apt и expect шаблону не подходят, поскольку в первом слове между символами р и t нет никакого символа, а во втором — слишком много символов.

6'й Поиск по шаблону. Непечатные символы Ранее вы узнали, что для включения метасимвола в регулярное выражение В виде литерала перед ним необходимо поставить символ обратной косой черты и тогда ме тасимвол потеряет свою магическую силу:

Знак вставки и знак доллара Если перед обычным символом поставить символ обратной косой черты, он стано вится метасимволом. Как вы уже знаете из 2-го занятия, "Строительные блоки Perl:

числа и строки", некоторые символы в строковых литералах имеют специальное зна чение, если перед ними стоит символ обратной косой черты. Почти все из них имеют то же значение и в регулярных выражениях, как показано в табл. 6.1.

Таблица 6.1. Специальные символы Значение Перевод строки \п Возврат каретки Табулятор \t Прогон страницы \f Квантификаторы Пока мы лишь рассматривали случай, когда символу шаблона соответствует один символ в строке. Например, в шаблоне /Simon/ символ S соответствует S, i соответст вует m соответствует т и т.д. Квантификаторы — это метасимволы, используемые для указания количественных отношений между символами в шаблоне и в искомой строке. Квантификатор может быть поставлен после одиночного символа или после группы символов (о группах мы скоро поговорим).

Простейшим квантификатором является метасимвол +. Он означает, что идущий перед ним символ соответствует нескольким идущим подряд таким символам в строке поиска. Количество символов может быть любым (максимально большим в рамках соответствия шаблону), но должен присутствовать хотя бы один символ. Таким обра зом, шаблону будут:

соответствовать we соответствовать badge (нет буквы doof us (отсутствует буква g) Doogie это не d) pagoda (буквы d, g идут не порядку) doooooooooooogdoog Действие метасимвола * схоже с действием +. Метасимвол * указывает, что идущий перед ним символ встречается нуль или более раз. Другими словами, шаблон /t*/ бу дет искать подряд идущие буквы но если таких букв вообще нет, поиск все равно будет считаться успешным, т.е. регулярному выражению будут:

98 Часть I. Основы Perl соответствовать не соответствовать carted carrot (лишняя буква о) cat carl (буква t в данном шаблоне — обязательная) carrrt caart (лишняя а не подходит) более ограниченный диапазон действия у метасимвола ?. Предшествующий ему символ должен встречаться нуль или один раз (но не более того). Так, шаблон означает, что буква с может встретиться один раз или вообще не встретиться.

Этот шаблон соответствует любой строке, содержащей символы ola, например cola.

Различие между метасимволами ? и * состоит в том, что, например, шаблону соответствуют и ola, и cola, но не Дополнительная буква с не входит в зону совпадения. Шаблону /c*ola/ будут соответствовать и cola, и ola, и ccola, потому что, в отличие от предыдущего шаблона, для совпадения допускается неограниченное количество подряд идущих букв с.

Если возможностей метасимволов +, *, ? вам недостаточно, воспользуйтесь фигур ными скобками {} для точного указания количества повторений:

Здесь л — минимально допустимое количество повторений, — максимально до пустимое количество повторений, a pat — символ или группа символов, для которых указывается количество повторений. Один из параметров л или можно опустить, но не оба сразу! Посмотрите на примеры:

х встречается как 5 раз, но не более /х{9, }/ i х встречается 9 или более раз /х{0, 4}/ х встречается не более 4 раз, но может • вообще не встретиться /х{8}/ х встречается ровно 8 раз В регулярных выражениях часто используют идиому.*. Ей соответствует все, что угодно, например в шаблоне *last/ — это любые символы, находящиеся между двумя словами. Согласно приведенному шаблону, Perl пытается найти слово first, текст за ним и слово last. Посмотрите действие шаблона на примере следующих строк:

then last The good players get picked the bad last.

The first shall be and the last shall be first.

Внимательно посмотрите на третью строку. Совпадение с шаблоном начинается, как и ожидалось, со слова Далее совпадение включает слово last и текст дальше до следующего слова last. Здесь метасимвол * следует четвертому правилу, описанному в разделе "Правила игры": находится самая длинная строка, все еще удовлетворяющая шаблону поиска. В случаях, когда требуется отменить действие этого правила, необхо димо воспользоваться возможностью минимального соответствия в Perl. За подробной информацией по данному вопросу обратитесь к странице руководства perlre.

Классы символов Другая типичная задача использования регулярных выражений — поиск, при кото ром подходит любой символ из определенного набора. Для поиска чисел хорошо иметь шаблон, соответствующий любой цифре, для поиска в списке имен типа Von Beethoven или von Beethoven вам пригодится шаблон "или v, или V".

б-й Поиск по шаблону В регулярных выражениях Perl такая возможность предусмотрена. Речь идет о так называемых классах символов. Классы символов заключаются в квадратные скобки [ ].

Во время поиска все символы в классе рассматриваются как один символ. Внутри класса можно задавать диапазон символов (когда такой диапазон имеет смысл), по мещая дефис между границами диапазона. В табл. 6.2 приведено несколько примеров.

Таблица 6.2. Примеры использования классов символов Класс символов Описание Любой символ а, с, d или е То же самое, любой символ а, с, d или е [Gg] Прописная G или строчная д Цифра [0-9]+ Последовательность одной или более цифр Последовательность из пяти алфавитно-цифровых символов Любой из этих знаков пунктуации Последний пример наиболее интересен. Из него видно, что внутри символьных классов большинство метасимволов теряют свои значения и становятся обыкновен ными символами. Поэтому * — это просто литерал.

Если первым символом класса является знак вставки то значение выражения инвертируется. Другими словами, такому классу соответствует любой символ, не вхо дящий в класс, например:

f Любые символы, кроне символов верхнего f регистра Так как в классах символы и - имеют специальное значение, для их использо вания в классе существуют определенные правила. Литерал " не должен быть первым символом класса. Перед литералом ] должен стоять символ обратной косой черты, например /[аЬс\]]/. Для помещения в класс дефиса (-) достаточно либо поставить его на первую позицию, либо поместить перед ним символ обратной косой черты.

В Perl имеются сокращения для некоторых часто используемых классов. Все эти сокращения состоят из символа обратной косой черты и следующего за ним немета символа, как показано в табл. 6.3.

Таблица 6.3. Специальные символьные классы Шаблон Описание Символ, встречающийся в словах (латинский алфавит), то же, что и [a-zA-Z0-9_] \W Символ, не встречающийся в словах, инверсия \w \d Цифра, что и [0-9] \D Не символ \s Символ пробела, то же, что и [ \r\n] \S Символ, не являющийся символом пробела Часть I. Основы Perl Ниже приведено несколько примеров:

/\d{5}/;

Пять цифр подряд \ Группа символов слов, окруженных пробела Но будьте внимательны! Последний шаблон не всегда соответствует слову, напри мер символ подчеркивания, окруженный пробелами, также будет считаться словом.

Кроме того, с помощью последнего шаблона будут найдены не все слова, а только те, которые окружены пробелами. При этом слова типа don't не будут найдены из-за апострофа. Ниже вам будет предложен гораздо лучший шаблон для поиска слов.

Группировка и альтернация В регулярных выражениях можно объединять несколько шаблонов, так чтобы най денная строка соответствовала хотя бы одному из них. Это полезно, если, к примеру, необходимо проверить строку на наличие в ней слов dogs или cats. Для решения по добной проблемы служит операция альтернации, которая в регулярных выражениях задается символом |, например:

{ print "В строке \$_ говорится о домашних } Альтернация — полезная но не всегда удобная, если нужно найти большое количество похожих слов. Пусть вам нужно найти одно из слов flog или clog, а выражение /frog|bog|log|flog|clog/ кажется вам слишком громоздким. Тогда нужно воспользоваться альтернацией только для начала строки. Вы можете попытать ся использовать такой шаблон:

Ничего не выйдет!

С помощью данного шаблона не удастся добиться требуемого эффекта, потому что Perl не знает, что альтернация касается начальной части строки. Для решения этой проблемы необходимо воспользоваться группировкой регулярных выражений Perl с помощью символов скобок {).

/(fr|b|l|fl|cl)og/;

Допускается вложение скобок, а следовательно, и вложение групп. Предыдущий пример можно переписать и так:

В контексте списка оператор поиска по шаблону возвращает список частей най денного выражения, соответствующих группам шаблона. Каждая группа возвращает соответствующее ей значение в список, а если групп в шаблоне нет — возвращается просто 1. Вот пример:

$_="apple is red";

В данном случае шаблон соответствует произвольной последовательности символов (она задана в виде первой группы), за которой расположен пробел, слово is, еще один пробел, а затем другая произвольная последовательность символов (она задана в виде второй группы). Значения частей строки поиска, соответствующие группам регуляр ного выражения, присваиваются элементам списка и расположенного в левой части оператора присваивания.

6-й Поиск по шаблону Анкеры Последние два метасимвола (могу поспорить, вы уже думаете: "Когда они конец закончатся?!") — это анкеры. С их помощью можно указать, в каком месте строки (в начале или в конце) должно быть найдено соответствие с шаблоном.

' Первый из этих анкеров — символ вставки Этот помешенный в начале регулярного выражения, говорит о том, что соответствие шаблону должно быть най дено в начале строки. Например, /"video/ соответствует слову video, но только если оно находится в начале строки.

Его двойник — символ доллара ($). Этот символ, помещенный в конец регуляр ного выражения, говорит о том, что соответствие шаблону должно быть найдено в конце строки. Например, /earth$/ соответствует слову earth, но только если оно нахо дится в конце строки. Ниже приведено несколько примеров (табл. 6.4).

Таблица 6.4. Пример использования анкеров Шаблон Описание /"Help/ Находит строки, начинающиеся с Help /"Frankly. *darn$/ Находит строки, начинающиеся со слова Frankly и заканчивающие ся словом darn. Между этими словами может быть все, что угодно Находит строки, состоящие только из слова hysteria / Находит пустые строки Находит начало любой строки. Шаблон /$/ имеет похожее действие Подстановка Поиск по определенному шаблону во введенных строках — это только полдела.

Часто требуется модифицировать найденные данные. Для этого можно воспользовать ся оператором подстановки хотя это далеко не единственный способ. Синтаксис этого оператора выглядит так:

По умолчанию оператор подстановки ищет строку, соответствующую шаблону в переменной и заменяет ее на Оператор подстановки возвращает ко личество выполненных замен или 0, если ни одной замены не было сделано. Вот пример:

house is in the middle of street";

Сейчас: Our house is in the end of our street s/in/at/;

Сейчас: Our house is at the end of our street if { Этот код не будет выполняться, см. примечание.

} В этом примере подстановки произошли, как вы и ожидали. Слово было изменено на end, a in — на at. Блок кода оператора if не выполняется, так как в пе ременной $_ отсутствует слово поэтому подстановка невозможна.

102 Часть I. Основы Perl В операторе подстановки кроме обратной косой черты можно использовать и другие Для этого просто поместите требуемый символ ограничитель сразу же после префикса s, как показано ниже:

Упражнение: очистка входных данных Подстановка данных вслепую, без проверки правильности выполнения команды (как в примере из предыдущего раздела), — обычная практика при обработке масси вов данных. При этом программа считывает исходные данные с клавиатуры или фай ла и форматирует их в надлежащем виде для последующей обработки. В листинге 6. приведен простой пример программы демонстрации обработки данных, которая вы числяет массу тела на Луне по его Земной массе.

Наберите в текстовом редакторе программу из листинга и сохраните ее под именем Moon. Сделайте файл программы выполняемым с помощью инструкций, при веденных на 1-м занятии, "Начало работы с Perl".

Пример выходных данных этой программы приведен в листинге 6.2.

Листинг 6.1. Программа вычисления массы тела на Луне 1:

2:

3: print "Введите массу тепа:";

4:

5: Удаляет пробелы в начале строка 6:

7: if { 8: if { 9:

10: } else~{ 11:

12: } 13:} "Масса тепа на Луне: $ " Листинг 6.2. Пример вывода программы Moon 1: $ perl Moon 2: Введите кг 3: Масса тела на Пуне: 0.66668 кг $ Moon 5: Введите массу фунт 6: Масса тепа на Пуне: 0.453609072 кг | Проведем анализ программы.

• Строка 1. В этой строке находится путь к интерпретатору (измените его в соответствии с конфигурацией вашей системы) и ключ -w. Всегда включайте режим выдачи предупреждений!

6-й час. Поиск по шаблону • Строки 3—4. Здесь пользователь вводит свой вес, и функция chomp удаляет символ новой строки из переменной Напоминаем, что если не указана другая переменная, то по умолчанию функция chomp использует $_.

• Строка 5. Шаблон находит символы пробелов в начале введенной строки.

Поскольку строка замены отсутствует, то найденные пробелы просто удаляются.

• Строка 7. Проверяется наличие во введенной строке допустимой единицы измерения.

• Строки 8—9. Шаблон s/\s*(lbs?.*//i находит во входной строке слова lbs или фунт с возможными символами пробела перед ними (при этом учитывается падеж или множественное число). Например, слова фунт (как с пробелом впере ди, так и без) или lbs будут удалены из входной строки. При этом значение пе ременной $_ умножается на для перевода фунтов в килограммы.

• Строка В противном случае из переменной $_ удаляются слова кг или килограмм, а также окружающие их пробелы.

• Строка 14. Уже переведенная в килограммы масса тела, находящаяся в пе ременной $_, умножается на 1/6 и выводится на печать.

Дополнительная информация о регулярных выражениях Выше мы рассмотрели основные способы обработки текста, находящегося в пере менной $_, с помощью оператора подстановки. Теперь вас ждет новая порция инфор мации по функциональным возможностям регулярных выражений. Эффективное ис пользование регулярных выражений предполагает возможность работы не только с $_, но и с другими переменными, использование сложных подстановок, а также приме нение функций Perl, имеющих отношение к регулярным выражениям.

Работа с другими переменными В предыдущей программе введенная пользователем масса хранилась в переменной $_, поэтому все поиски по шаблону и подстановки выполнялись с этой переменной.

Переменная $ — не самое удобное место для хранения массы тела. Во-первых, это не очень понятно для начинающих программистов, а во-вторых значение переменной $_ может быть неожиданно изменено в другом месте программы.

Вообще длительное хранение чего либо в $_— это игра с огнем, поскольку мно гие из операторов по умолчанию используют эту переменную и модифици руют ее. В $_ считается переменной общего пользования и длительное хра нение в ней каких-либо данных, как правило, приводит к ошибкам. Изучив мате риал 8-го занятия, вы сами в этом убедитесь.

В программе, приведенной в листинге 6.1, лучше ввести новую переменную $weight.

Для выполнения с ней операций поиска и замены необходимо "привязать" эту пере менную к соответствующим операторам. Для этого используется оператор привязки =":

$veight="185 lbs";

lbs//;

Подстановка выполняется в переменной 104 Часть I. Основы Perl Оператор не производит никакого присваивания, он просто определяет, что оператор справа действует на переменную слева. Значение всего выражения такое же, как и при использовании переменной $_, как можно видеть из примера:

fish, two fish, fish";

$n истинное значевве, если в есть слово fish Модификаторы и многократный поиск До сих пор наши регулярные выражения были чувствительны к регистру. Это зна чит, что символы верхнего и нижнего регистров воспринимались ими как разные. Для поиска слов без учета регистра букв можно использовать шаблоны, подобные этим:

Как видите, это довольно громоздкий способ, часто приводящий к ошибкам из-за неправильного набора пар букв. Существует гораздо лучший способ. В операторах подстановки (s///) или поиска по шаблону (га//) предусмотрен режим, в котором не учитывается регистр букв в искомых словах. Для этого после шаблона нужно помес тить суффикс i, например:

/macbeth/i;

Этот оператор найдет слово Macbeth в прописном, строчном или каком-нибудь ином смешанном варианте Кроме суффикса i, в операторах поиска и подстановки можно использовать модифика тор д, который задает режим глобального поиска. Поиск (или подстановка) при этом будут выполняться многократно по всей строке: сначала находится первое слева совпадение и выполняется первая подстановка, а затем поиск и замена продолжаются до конца строки.

В контексте списка оператор поиска с модификатором g возвращает список, эле менты которого соответствуют группам регулярного выражения, например:

fish, two frog, red blue foul";

Шаблон состоит из символа-разделителя (любого не текстового символа), буквы f и трех любых текстовых символов. Буква f и три символа объединены в группу с по мощью скобок. После вычисления выражения в массиве будет содержаться четыре элемента: fish, frog, fred и foul.

В скалярном контексте оператор поиска с модификатором д проходит всю строку и при каждом совпадении возвращает истинное значение. Если больше совпадений не найдено, то возвращается ложное значение. Вот пример:

$letters=0;

my line?";

vhile{$phrase=~/\w/g> { $letters++;

} Здесь оператор поиска (//) с модификатором g находится в скалярном контексте, поскольку он используется в условном выражении while. Шаблон предназначен для поиска текстового символа. Цикл while продолжается (и переменная $letter увеличи вается) до тех пор, пока оператор поиска не возвращает ложное значение. После окончания цикла переменная $letters будет иметь значение 11.

Поиск по шаблону Значительно более эффективный метод подсчета символов будет рассмотрен на 9-м занятии, функции и операторы".

Обратные ссылки ЕСЛИ В регулярных выражениях используются скобки, части искомой строки, соответствующие фрагментам в скобках, запоминаются в специальных переменных $ (первый фрагмент в скобках), (второй), $3, $4 и т.д. Вот пример:

Этот шаблон служит для поиска правильно отформатированных телефонных номе ров, принятых в США и Канаде, например таких как Каждая порция номера запоминается в специальных переменных $1, и Эти переменные могут быть использованы в программе, например:

if (/(\d{3>)-(\d{3>)-(\d{4>)/) { print региона — $1";

} Кроме программы, специальные переменные $2 и т.д. могут использоваться в строке замены оператора подстановки, например:

региона $1, телефон $2-$3/;

Но будьте внимательны, эти переменные модифицируются при каждом успешном поиске, независимо от использования в регулярном выражении скобок. Кроме того, значения этих переменных устанавливаются тогда и только тогда, когда строка пол ностью соответствует шаблону. Приняв это во внимание, посмотрите на пример:

print "Код региона — $1";

Плохой стиль, поскольку не принимается во внимание $ вероятность неудачного поиска В этом примере переменная $1 используется без проверки успешности поиска по шаблону. В случае неудачного поиска это может привести к ошибке в программе.

Новая функция:

Поиск в массиве по шаблону — одна из наиболее распространенных операций Например, вы считываете весь файл в массив и хотите знать, в каких строках файла встречается определенное слово. Как раз для подобных ситуаций в Perl имеется функция Вот ее синтаксис:

выражение, список список Функция проходит каждый элемент списка и выполняет для него указанное выражение или Внутри выражения или блока в качестве очередного элемента списка выступает переменная $_. Если выражение истинно, данный элемент возвращается функцией Ниже приведен пример:

bloodhound terrier mutt chihuahua);

/hound/, dogs;

106 Часть Основы Perl Здесь каждый элемент массива поочередно присваивается переменной $_, за тем в этой переменной производится поиск по шаблону /hound/. Каждый из элемен тов, для которого это выражение истинно, возвращается функцией grep и помещается в массив Существует два важных момента. Первый заключается в том, что переменная ссылается на реальный элемент списка и модификация изменяет значение этого элемента, например:

После выполнения этого кода массив будет содержать элементы greyhounds и bloodhounds (обратите внимание на s в конце этих слов). Исходный массив также изменяется из-за изменения значения переменной $_. Теперь в нем будут со держаться элементы bloodhounds, terrier, mutt и chihuahua.

Другой важный момент, о котором программисты часто забывают, состоит в том, что в функции grep необязательно должен использоваться оператор поиска или под становки. Вместо него может быть использован любой оператор. В следующем при мере выбираются породы собак, в названии которых содержится более восьми букв:

length{$_)>8, Функция grep получила свое имя от команды UNIX, используемой для поиска по шаблону в файлах. Это настолько полезная команда, что ее название стало име нем нарицательным в мире UNIX. Для представителей этого мира выражение "grep-нуть книгу" — означает пролистать книгу в поисках нужного материала.

Родственная grep функция имеет аналогичный синтаксис. Отличие между ни ми состоит в том, что возвращает значение блока или выражения, а не значение переменной $_. С помощью функции из одного массива можно легко образовать другой, например:

{split ' ', $_} В этом примере каждый элемент массива передаваемый в блок как $_, раз бивается по словам функцией split. В качестве символа-разделителя используется пробел. Это означает, что каждый элемент массива преобразуется в список слов, которые помещаются в массив Swords.

Резюме На этом занятии вы узнали, что такое регулярные выражения, как их составлять и для они используются в Регулярные выражения состоят из обычных симво лов и метасимволов. Обычные символы, как правило, соответствуют самим себе, а ме тасимволы изменяют значения обычных символов друг друга). Регулярные вы ражения используются для поиска строк по шаблону и для подстановок.

Вопросы и ответы Почему с помощью шаблона можно найти не все слова в строке, а только те, которые находятся в середине строки?

Вы ищете слово, окруженное символами-разделителями. Первое слово строки, ес ли оно расположено в ее начале, не имеет перед собой никакого символа-разделителя.

6-й Поиск по шаблону Какая разница между и //? Я не нахожу никакой.

Действительно, между ними нет почти никакой разницы. Буква нужна лишь при использовании символов-разделителей шаблона, отличных от /, как, например, в Я правильно ли пользователь вводит число, а шаблон /\d*/ не работает. У него всегда истинное значение!

Поиск по данному шаблону с квантификатором * всегда успешен, неважно, най дены 2 цифры, 100, 1000 или вообще ни одной. Чтобы гарантировать наличие хотя бы одной цифры, нужно использовать шаблон /\d+/.

Семинар Если вы хоть как-то разобрались в этих регулярных выражениях и шаблонах, про верьте свои знания при помощи простых Контрольные вопросы 1. ЕСЛИ строки имеют формат х=у, какое выражение поменяет местами левые и правые части равенств?

a) s/{.+)=(.+)/$2=$l/;

2. Какое значение примет переменная $2 после выполнения этого кода?

Wars: The Phantom The Phantom Menace)/;

$2 не установлена, так как поиск завершился неудачей;

б) Wars;

в) Wars: The Phantom Menace.

3. Чему соответствует шаблон + " а) датам, представленным в формате б) числам, таким как 45, 15.3 или в) суммам: 4+12 или 89+2.

Ответы 1. Правильный ответ — вариант а). Вариант в) не содержит символа равенства в строке замены. Вариант б) совершенно неправильный — перед * должен быть какой-то символ. Вариант а) полностью подходит.

2. Правильным ответом является вариант а). Поиск не удался, потому что сло во star написано строчными буквами, а оператор поиска не содержит мо дификатора Именно поэтому нужно всегда проверять, удался ли поиск, перед использованием переменных $1, $2 и остальных, подобных им. Если 108, Часть I. Основы Perl бы в операторе присутствовал модификатор i или слово star было написано с прописной буквы, правильным был бы ответ б).

3. Правильный ответ — вариант б). Шаблон ищет в начале строки необяза тельные символы + или - затем одну или несколько цифр, необязательную десятичную точку, еще цифры и следуемый за ними конец строки. Это ответствует правильно отформатированным числам.

Упражнения • Постарайтесь составить шаблон, соответствующий стандартному формату времени. Под этот шаблон должны подходить, например, такие строки:

12:00am, 00pm, 8:30АМ. А эти строки не должны восприниматься шабло ном — 3:00, 2:60am, 99:00am, 3:0pm.

• Напишите короткую программу, которая делает следующее.

1. Открывает файл.

2. Считывает все его строки в массив.

3. Извлекает все слова из каждой строки.

4. Находит все слова с четырьмя и большим количеством смежных согласных букв, например слова thoughts или yardstick.

6-й Поиск по шаблону 7-й час Хэши Хэши третий основной тип данных в Первый — это скаляры, предназна ченные для хранения одиночных значений произвольного типа, и размер. Второй — массивы, представляющие собой коллекции скаляров. Массив может содержать любое количество элементов, но поиск в массиве определенного элемента зачастую связан с последовательным перебором всех элементов массива.

Хэши — еше один вид коллективных данных. Как и массивы, хэши представляют собой коллекцию скаляров. Разница между ними состоит в том, что доступ к элемен там хэша осуществляется по имени, а не с помощью числовых индексов, как в масси вах. Элементы хэша состоят из двух частей — ключа и значения. Ключ идентифициру ет элемент хэша, а значение содержит данные, связанные с этим ключом. Такая взаи мосвязь описывается термином пара ключ-значение.

Подобные структуры данных как нельзя лучше подходят для многих приложений.

Например, для хранения информации о всех водительских лицензиях в некотором регионе удобно в качестве ключа использовать их номера, поскольку номер лицензии конкретного водителя уникален. С этими ключами можно связать данные о водителе:

тип лицензии, адрес, возраст и т.д. Каждая водительская лицензия будет представлена отдельным элементом хэша с номером и необходимой информацией, заданной в виде пары Вот еще примеры других хэш-подобных структур данных: ин вентарные книги, медицинские карточки, телефонные счета, дисковая файловая сис тема, музыкальные коллекции на компакт-дисках, библиотечные каталоги и многое, многое другое.

Хэши в Perl могут содержать произвольное количество элементов, во всяком слу чае, насколько это позволяют ресурсы системной памяти. Хэши изменяют свои раз меры по мере того, как к ним добавляются новые элементы или удаляются старые.

Доступ к индивидуальному элементу хэша происходит очень быстро и не сильно за медляется с ростом хэша. Это означает, что комфортно чувствует себя и с хэшем из 10, и из 100 000 элементов. Ключи хэша могут быть произвольной длины, т.е. они являются обыкновенными скалярами. Данные также могут быть произвольной длины.

Раньше хэши в Perl и в других языках программирования назывались ассоциатив ными массивами. Этот термин означал, что ключи элементов связаны с их значениями.

Но поскольку программисты на Perl — люди немногословные, они придумали более короткий термин для обозначения ассоциативного массива — хэш.

Часть!. Основы Perl Переменные-хэши обозначаются в Perl символом процента Их имена не пересека ются с именами массивов и скаляров. Например, в программе может существовать хэш массив и скаляр $а. Каждое из этих имен относится к самостоятельной переменной.

Основные темы этого занятия.

• Создание хэша..

• Вставка и удаление элементов хэша.

• Использование хэша для обработки массивов.

Наполнение хэша Индивидуальные элементы хэша создаются путем присвоения им значений, как и в случае массивов. Вот типичный пример:

В этом примере присваивается значение элементу хэша Ключ этого элемен та слово Dune, а данные — имя Frank Herbert. Этот оператор присваивания создает связь в хэше между словами Dune и Frank Herbert. С переменной можно обра щаться так же, как и с любым скаляром: ее значение можно передавать в функции, моди фицировать с помощью операторов, распечатывать и переопределять. Не забывайте, что при изменении элемента хэша модифицируется значение этого элемента, а не сам хэш.

Почему в нашем примере используется синтаксис а не Дело в том, что специальный символ перед именами хэшей, как и в случае массивов, появ ляется только тогда, когда они рассматриваются как единое целое. Для доступа к ин дивидуальному элементу хэша используется символ доллара ($), свидетельствующий о том, что это скалярное значение, а фигурные скобки обозначают принадлежность к хэшу. В Perl конструкция соответствует одному скалярному значе нию, в данном случае Frank Herbert.

Хэш, содержащий один ключ, не представляет собой никакой ценности.

Для помещения в хэш нескольких значений необходимо выполнить серию операторов присваивания, например:

Для того чтобы сократить эту операцию, для инициализации хэша можно использо вать список. Список должен содержать пары ключей и значений, как показано ниже:

'pear', ' fruit', ' carrot', 'vegetable');

Этот пример напоминает инициализацию массивов, речь о которой шла на 4-м за нятии, "Укладка строительных блоков: списки и массивы". Ниже вы узнаете, что во многих контекстах хэши ведут себя как массивы.

При инициализации хэша большим списком бывает трудно определить, где ключ, а где значение. В имеется специальный оператор запятая-стрелка =>. Учитывая тот факт, что символы пробела игнорируются в программах на инициализацию хэша можно переписать следующим образом:

'apple' => ' fruit', 'pear' => 'carrot' => Хэши Программисты на Perl, хорошо известные своей любовью ко всевозможным упроще ниям, придумали еще два дополнительных способа инициализации хэша. Предполагает ся, что левая часть оператора — простая строка, которую не нужно заключать в ка вычки. К тому же ключ хэша, состоящий из одного слова в фигурных скобках, также можно не заключать в кавычки. Поэтому предыдущие инициализации можно упростить:

Herbert';

apple => ' fruit', pear => ' fruit', carrot => 'vegetable' );

Оператор запятая-стрелка называется так потому, что действует как запятая (разделяет элементы списка) и похож на стрелку.

Получение данных из хэша ДЛЯ извлечения индивидуального элемента из хэша нужно набрать символ $, имя хэша и ключ элемента, например:

( 'The Shining' 'Kubrick', 'Ten Commandments' -> Goonies => 'Spielberg');

print $Hovies{'The Этот фрагмент кода распечатывает элемент The Shining хэша В результате будет выведено слово Kubrick.

Иногда требуется выполнить проверку всех элементов хэша. Если все ключи хэша известны, можно получить доступ к любому элементу хэша. Но обычно неудобно вы полнять общие операции с элементами хэша, явно указывая имена ключей, поскольку все они могут быть неизвестны или их может быть слишком много для перечисления.

Для получения списка ключей хэша используется функция keys. Ключи хэша не упорядочены, поэтому функция keys также возвращает список ключей в неупорядо ченном виде. Для вывода всех нашего хэша используется следующий код:

foreach $film (keys { print "$film\n";

} В этом примере переменной поочередно присваиваются значения всех эле ментов списка, возвращаемого выражением keys Если кроме названий филь мов нужно распечатать имена режиссеров, используйте следующий код:

foreach { print $film был снят режнссером } После выполнения этого кода будут выведены следующие строки:

Ten был снят режиссером DeMille.

Фильм The Shining был снят режнссером Kubrick.

Фильм Goonies был снят режиссером Spielberg.

Так как переменная содержит значение ключа хэша, конструкция возвращает значение элемента хэша с этим ключом. Для демонстрации взаимосвязи ключа и значения элемента хэша полезно их распечатать вместе. Однако следует иметь в виду, I. Основы Perl что ваш результат может отличаться от приведенного в книге порядком следования эле ментов, поскольку функция keys возвращает ключи в неупорядоченном виде.

Кроме keys, в есть также функция values, предназначенная для доступа к зна чениям всех элементов хэша. Извлечение значений отдельно от ключей не позволяет узнать, с каким ключом связано каждое конкретное значение. Функция values воз вращает значения хэша в том же порядке, что и keys возвращает ключи. Вот пример:

Здесь элементы и с одинаковым индексом образуют пару ключ значение хэша fcMovies. Имя режиссера в соответствует названию филь ма и т.д.

Часто нужно извлечь индивидуальный элемент хэша не по ключу, а по его значе нию. Для этого существует специальный метод доступа, называемый инверсией хэша.

Он заключается в том, что ключи и значения меняются местами, т.е. все ключи ста новятся значениями, а все значения становятся ключами:

'The Shining' => 'Ten Commandments' => 'DeMille', => 'Spielberg');

Как этот код работает? Функция reverse рассматривает хэш как обычный список:

( 'The Shining', 'Kubrick', 'Ten Commandments', 'DeMille', ) Затем порядок следования элементов этого списка изменяется на обратный, в ре зультате чего получается следующий список:

( 'DeMille', 'Ten Commandments', 'Kubrick', 'The Shining' ) Обратите внимание, что внутри пар ключ-значение произошли перестановки — значе ния теперь находятся впереди. После присвоения получившегося списка хэшу мы получаем хэш, практически идентичный исходному, за исключением того, что значе ния исходного хэша стали ключами нового, а ключи исходного — значениями нового.

Будьте осторожны с подобной операцией, если некоторые элементы исходного хэша име ют одинаковые значения. Если значения, которые становятся ключами, не уникальны, в новом хэше будет меньшее количество элементов, чем в исходном. Как только в новом хэше будет встречаться уже имеющееся значение, старый ключ будет заменяться новым.

и При обсуждении вопроса инициализации хэша отмечалась близкая связь хэшей и массивов. Когда хэш используется в контексте списка, Perl воспринимает его в виде обычного списка ключей и значений. Этот список может быть присвоен массиву, как и любой другой список:

( 'The => 'Kubrick', 'Ten Commandments' => 'DeMille', Goonies => 'Spielberg');

Хэши После выполнения этого кода массив будет содержать шесть элементов.

Причем элементы с четными индексами (включая нуль) соответствуют именам режис серов, а элементы с нечетными индексами — названию фильмов. С этим массивом можно выполнить любую операцию, возможную с массивами, и затем присвоить по лучившийся массив хэшу Perl хранит элементы хэша в удобном для обработки порядке, который с точки зрения пользователя является случайным. Последовательность ввода ключей хэша не запоминается и выводятся они в произвольном порядке. Для упорядо ченного вывода элементов хэша нужно или отсортировать их (см. ниже раздел "Практическое применение хэшей"), или запомнить порядок, в котором вводились ключи (см. раздел "Вопросы и ответы" в конце этого занятия).

Массивы и хэши имеют сходства и в другом. Для копирования хэша достаточно присвоить один хэш другому:

Когда вы помещаете в правую часть оператора присваивания, там, где обычно Perl ожидает встретить список или массив, преобразует хэш в список, ис пользуемый в дальнейшем для инициализации Подобным образом вы мо жете комбинировать хэши и манипулировать ими, как списками:

=> => Первый список объединяет два хэша, %First и в третий хэш Если некоторые ключи присутствуют в пара ключ-значение второго хэша заменяет пару ключ-значение первого. Во второй строке представлен списком пар Кроме него в скобках есть две пары ключ-значение. Полу ченный полный список используется для инициализации хэша Дополнительная информация о хэшах ЕСЛИ ВЫ НОВИЧОК В Perl, некоторые операции с хэшами будут для вас далеко не очевидны. Из-за специфической природы хэшей для некоторых часто встречающихся операций понадобятся новые функции, в которых не было необходимости при работе со скалярами и массивами.

Проверка ключей хэша Чтобы проверить, существует ли некоторый ключ в хэше, казалось бы, можно ис пользовать следующий синтаксис:

if ( ) { t Этот код неправильный Этот пример не будет работать, поскольку в нем нет проверки, действительно ли является ключом хэша, вместо этого проверяется значение, соответствующее ключу А если написать так:

if { defined ) { i Опять неправильный код 114 Часть!. Основы Perl И это не совсем то, что нужно. В нем проверяется существование данных, связан ных с ключом а не самого ключа. А ведь вполне допускается связывать с клю чом хэша значение Проверка данного элемента выдаст ложное значение, потому что проверяется не наличие ключа, а связанное с ним значение. Итак, как же сделать проверку ключей корректно? Для этого в Perl есть специальная функция exists. Функция exists прове ряет наличие указанного ключа в хэше и возврашает либо истинное значение (если ключ существует), либо ложное (в противном случае):

if { exists ) { Теперь Удаление ключей из хэша Другая неочевидная операция — удаление ключей из хэша. Как вы уже убедились, присвоение элементу хэша значения undef здесь не сработает. Для удаления одного ключа хэша можно воспользоваться функцией delete:

delete Для удаления всех ключей и значений из хэша можно просто инициализировать хэш пустым списком:

Практическое применение хэшей Хэши часто используются в не только для хранения записей, доступ к кото рым выполняется по значению ключей. Основные преимущества хэшей — быстрый доступ к отдельному ключу и уникальность ключей. Эти особенности неоценимы при обработке данных. Из-за сходства с массивами хэши будут особенно полезны для преобразования массивов данных.

Определение частоты появления слов На 6-м занятии, "Поиск по шаблону", вы узнали, как разделить строку текста на отдельные слова. Посмотрите на следующий фрагмент кода:

{ while /(\w[\w-]*)/g ) { t по всем словам с помощью переменной $1.

Проведем анализ этого кода. В первой строке выполняется чтение информа стандартного устройства ввода. При этом введенные значения пооче редно присваиваются переменной $_. Следующий цикл while совершает итера цию по всем словам, находящимся в переменной Из 6-го занятия, "Поиск по шаблону", вы должны помнить, что оператор поиска по шаблону (//) в ска лярном контексте и с модификатором g возвращает истинное значение до тех пор, пока не будут найдены все совпадения с шаблоном. Шаблон состоит из Хэши текстового символа \w, за которым может следовать любое количество (включая нуль) текстовых символов или дефисов Для того чтобы запомнить сов падение в специальной переменной $1, весь шаблон взят в скобки.

В следующей короткой строке кода происходят интересные вещи. Переменной $ поочередно присваивается каждое слово, соответствующее шаблону из второй строки кода. Слова используются в качестве ключей хэша Первоначально значение пары ключ-значение не определено. Инкремент неопределенного значения, соответ ствующего впервые встреченному слову, помещает в элемент хэша значение 1. Если слово встречается во второй раз, ключ хэша уже существует и соответствующее ему значение увеличивается на 1, т.е. становится равным 2. Этот процесс продолжается, пока не закончатся входные данные.

После окончания работы кода в хэше будет содержаться частота появления вводимых вами слов. Для того чтобы просмотреть распределение, можно воспользоваться следующим кодом:

foreach( keys { print Нахождение уникальных элементов массива Описанную выше методику можно использовать для нахождения тех элементов массива, которые встречаются в нем только один раз. Предположим, вы извлекли все слова из введенных данных и поместили их не в хэш, а в массив. Допустим также, что проверка наличия в массиве данного слова перед его помещением туда не выполня лась. В этом случае в полученном списке могут содержаться повторяющиеся слова.

Предположим, что во вводимой строке будет содержаться следующий список слов:

'fish', 'two', 'fish', 'fish', 'blue', 'fish');

При помощи хэша данный список слов может быть проверен на наличие уникаль ных элементов, как показано в листинге 7.1.

Листинг Нахождение уникальных элементов массива 1:

2: { 3:

} 5:

Проведем анализ программы.

Строка В этой строке инициализируется временный хэш предна значенный для хранения слов.

Строка 2. В этой строке совершается итерация по списку слов, переменной $_ поочередно присваиваются все слова.

Строка 3. Здесь создается элемент хэша ключ которого хранится в пе ременной $, а значение равно 1.

116 Часть I, Основы Pert • Строка 5. Все ключи извлекаются из хэша и помешаются в массив Все повторяющиеся слова, например fish, записываются в хэш поверх друг друга, поэтому в итоге они будут представлены там только од ним Вычисление пересечения и разности массивов Часто возникает задача найти пересечение массивов (т.е. выделить общие элемен ты массивов) и разность массивов (т.е. выделить элементы, которые не встречаются сразу во всех массивах). В следующем примере один список содержит имена кино звезд, а другой — имена политиков. Задача найти политиков, одновременно яв ляющихся кинозвездами. Вот два этих массива:

Reagan', 'С. Eastwood', 'M. Jackson', 'Cher', ' S. Bono');

= Gingrich', ' S. Reagan', ' S. Bono', 'C. Eastwood', 'M. Thatcher');

Код для поиска пересечения этих массивов приведен в листинге 7.2.

Листинг Нахождение пересечения массивов 1: lseen=();

2: foreach { 3:

} 5: }, Проведем анализ программы.

• Строка 1. Инициализируется хэш предназначенный для хранения имен кинозвезд.

• Строка 2. В этой строке происходит итерация по списку кинозвезд с пооче редным присваиванием каждого имени переменной • Строка 3. Здесь создаются новые элементы с именами кинозвезд в качестве ключей и значением 1, вместо которого можно использовать лю бое истинное значение.

• Строка 5. Эта строка выглядит сложнее, чем она есть на самом деле.

Функция совершает итерацию по списку политиков поочередно присваивая имя каждого политика переменной $_. Затем проверяется на личие этого имени в хэше Если имя там существует, связанное с ним значение истинно. Если значение выражения истинно, $_ поступает в массив Процесс продолжается до тех пор, пока grep не про верит каждый элемент массива gpols. После окончания выполнения этого кода в массиве будут содержаться имена, встречающиеся и в и в Код для нахождения разности двух массивов, т.е. элементов, которые есть только в одном из массивов, практически идентичен предыдущему и приведен в листинге 7.3.

Хэши Листинг Нахождение разности массивов 1:

2: foreach { 3: $seen{$ }=1;

5: $seen{$_}, ipols);

Изменения коснулись лишь пятой строки программы. В ней по-прежнему прове ряются все имена политиков на наличие в хэши но выражение функции получает ложное значение, если имя найдено, и истинное — если имя не найдено.

Все имена политиков, содержащиеся в не возвращаются массиву difference.

Для нахождения всех кинозвезд, не являющихся политиками, используется почти тот же код, лишь меняются местами массивы и Сортировка хэшей Часто ключи хэша нужно вывести в определенном порядке, а не в том, в котором они там хранятся. Скажем, вы хотите вывести частоту появления слов в алфавитном порядке или в порядке увеличения частоты. Так как функция keys возвращает список, к нему можно применить функцию sort для упорядочивания исходного списка:

foreach ( sort keys ) { print "$_ } Сортировка значениям частот ненамного сложнее. Как вы помните из 4-го за нятия, "Укладка строительных блоков: списки и массивы", функция sort по умолча нию сортирует список согласно кодам ASCII. Если требуется более сложный вариант сортировки, функция sort вызывается вместе с блоком, определяющим порядок сор тировки. Следующий код сортирует хэш по значениям:

foreach ( sort { } keys ) { print "$ } Вы должны помнить, что блок функции sort вызывается многократно, причем пе ременные $а и в нем представляют каждую пару значений, которые должна срав нить sort. В нашем случае переменные $а и приобретают значения различных клю чей хэша Вместо $а и сравниваются значения хэша соответствующие этим ключам.

Упражнение: создание в Perl простой базы данных пользователей ЕСЛИ вам приходилось звонить в центр гарантийного обслуживания, вы, навер ное, обратили внимание, что человек на другом конце провода вначале спрашивает ваш телефонный номер, номер гарантийного талона, номер карточки социального страхования или какой-нибудь другой номер, позволяющий компьютеру вас иден тифицировать. Эти номера — не что иное, как ключи базы данных, позволяющие получить доступ к информации о вас. Не правда ли, все это похоже на ключи хэ шей в 118 Основы Perl В этом упражнении мы выполним поиск в базе данных клиентов. Предполагается, что база данных уже создана, однако пока в ней не предусмотрены средства кации записей. В нашем примере мы предоставим пользователю возможность поиска информации в двух различных полях.

Для того чтобы выполнить упражнение, нам нужны исходные данные. Запустите текстовый редактор, наберите приведенный ниже текст и сохраните в файле customers.txt. Обратите внимание, что количество пробелов между столбцами не име ет особого значения. В большинстве случаев будет достаточно одного пробела.

(248)-555-9430 jsmitheaol.com (810)-555- Ching,Iris (305)-555- (212)-555- (312)-555-3321 tj2342iaol.com pjisleepy.com netlessiearthlink.net (305)-555-1231 ozgalirainbow.com Наберите программу, приведенную в листинге 7.4, и сохраните ее в том же каталоге под именем забудьте сделать файл программы выполняемым, воспользо вавшись инструкциями, приведенными на 1-м занятии, "Начало работы с Perl".

После этого попытайтесь запустить программу, набрав в командной строке perl Customer В листинге 7.5 содержится пример диалога с программой Customer.

Листинг 7.4. Исходный текст программы Customer 1:

-w 2:

3: "customers.txt") or die при открытии customers.txt:

4: { 6: {$number, $email)=(split(/\s+/, 7:

} 11:

"Для выхода из программы введите (1) { 14: print "\пБомер? ";

15: $number=;

16:

17: if (! ) { 18: print "E-Mail?

20: > 21:

22: next if {! $number and ! $address);

23: last if ($number eq 'q' or $address eq 'q'>;

Хэши 24:

25: if ( and exists ) { 26: print "Заказчик:

27: next;

28: } 29:

30: if and exists } 31: print 32:

33: } 34: print не 35: next;

36:} 37:print завершена.\n";

Листинг 7.5. Пример вывода программы Customer 1: Для выхода программы введите ' q' Номер? 3: E-Mail?

4: Заказчик: Crosby, Dave 5:

6: Номер?

7: Заказчик: Ching, Iri s 8:

9: Номер? q 10:

завершена.

Проведем анализ программы.

• Строка В этой строке указывается путь к интерпретатору (измените его в соответствии с конфигурацией вашей системы) и ключ Всегда включайте режим выдачи предупреждений!

• Строка 3. Открывается файл customers.txt и ему назначается дескриптор РН.

Естественно, проверяется успешность выполнения этой операции и при не обходимости выводится сообщение об ошибке.

• Строки 4S. В цикле выполняется чтение строк из дескриптора РН (каждая строка по очереди присваивается переменной $_). Символ перевода строки, находящийся в переменной $_, удаляется с помощью функции chomp.

• Строка 6. Информация, находящаяся в переменной $_, разделяется по вам с помощью шаблона /\s+/, соответствующего одному или нескольким пробелам. Выражение с функцией split взято в скобки и за ним следуют две цифры в квадратных скобках. Так как нас интересуют телефонный номер и адрес электронной почты, то используются только указанные части списка, производимого функцией split, и переменным и присваива ются соответствующие значения.

120 I. Основы Perl • Строки 7-8. Для доступа к записям о клиентах по адресу электронной почты и по номеру телефона используются два хэша: и В первом хэ ше в качестве ключей используются адреса электронной почты, а во вто ром — номера телефонов.

• Строка 10. В этой строке закрывается дескриптор рн.

• Строка 13. Организовывается цикл while, выполняющий повтор блока кода.

Выражение while (1) — идиома для организации бесконечного цикла.

Для выхода из этого цикла служит оператор last.

• Строки Считывается номер телефона и удаляется символ перевода строки.

• Строки Если номер телефона не введен, предлагается ввести адрес электронной почты.

• Строки Если ничего не введено, цикл повторяется. Если пользова тель вводит символ q, происходит выход из цикла.

• Строки Если введен допустимый телефонный номер, строка 26 кода выводит запись о клиенте. Управление передается в начало блока с помо щью оператора next.

• Строки Если введен допустимый адрес, выводится запись о клиенте.

Управление передается в начало блока с помощью оператора next.

В данном примере продемонстрировано сразу несколько возможностей Perl. Хэши используются для быстрого доступа к данным посредством ключей. В Perl хэши реа лизованы весьма эффективно, время ответа будет приемлемым, если в базе дан ных содержатся тысячи или десятки тысяч записей. Кроме того, на примере этой программы показано, как можно организовать управление процессом выполнения программы в простом блоке без использования управляющих структур while, do, until и им подобным.

Резюме Хэши предоставляют программисту Perl множество новых возможностей. Помимо простого хранения и извлечения записей, хэши используются для обработки и анали за данных. Методы обработки массивов, хранения и получения доступа к записям имеют огромное значение. В следующих занятиях знание хэшей облегчит вам изуче ние таких тем, как работа с сложные структуры данных, взаимодейст вие с системным окружением.

Вопросы и ответы Можно ли хранить в элементе хэша больше одного т.е. список, адресуемый Да. Для этого существует два основных способа. Первый (и довольно неудобный) со стоит в форматировании значения элемента в виде обычной записи, например списка с элементами, разделенными запятыми. Для преобразования списка в хэш используется' функция join, а при извлечении значения из хэша скаляр разделяется функцией split.

Этот метод неудобен и его реализация часто сопровождается ошибками.

7-й Хэши Второй способ — использование Указатели позволяют создавать хэши массивов, хэши хэшей и другие сложные структуры данных. Если вы разберетесь с указателями, вам не составит особого труда создать сложные структуры. Эта тема под робно рассматривается на 13-м занятии, "Структуры и ссылки".

Как можно сохранить ключи в том порядке, в котором они были введены?

Это можно сделать несколькими способами. Первый способ подразумевает, что вы сами должны следить за порядком ввода элементов. Для этого можно использовать специальный массив. При вводе нового элемента в хэш в массив вводится ключ этого элемента с помощью функции Если вам потребуется при доступе к хэшу восста новить порядок ввода записей, используйте этот массив, а не функцию keys. Реализо вать без ошибок этот метод очень сложно.

Гораздо лучший способ — использовать модуль Tie: :IxHash, который заставляет функ цию keys ключи в порядке ввода их элементов, что вам было и нужно. Подроб нее об использовании модулей речь пойдет на 14-м занятии, "Использование модулей".

Существует ли удобный способ записи хэша в файл?

Конечно. Модули и могут преобразовать типы данных в скаляр ные значения, которые можно легко сохранить в текстовом файле. В этих модулях есть функции для обратного преобразования этих скаляров в исходные структуры данных.

На 15-м занятии, "Обработка данных в Perl" будет рассмотрен еще более простой способ записи хэша в файл с использованием DBM-файлов. DBM-файлы позволяют связать хэш с файлом на диске. При изменении хэша будет изменяться и содержимое файла. Таким образом, с помощью файлов на диске можно организовать длительное хранение содержимого хэша.

Семинар Контрольные вопросы 1. Почему в программе Customer нельзя в качестве ключей хэшей использовать имена людей?

а) в элемент хэша невозможно одновременно поместить и имя, и фа милию клиента;

б) имена людей не могут быть уникальными ключами;

в) имена не используются для поиска в базе данных.

2. Какое различие существует между ассоциативным массивом и хэшем?

а) нет никакого различия;

б) ассоциативные массивы используются для хранения более формализо ванных наборов данных, таких как записи бухгалтерской системы;

в) хэши в Perl — это не совсем ассоциативные массивы, поэтому и термин другой.

3. Какой вид данных больше подходит для хэшей?

а) простой список элементов;

б) массив;

в) список пар ключ-значение.

122 I. Основы Perl Ответы 1. Правильный ответ — вариант б). Размер хэша Perl не ограничен, а клиенты часто просят найти их запись по имени. Однако имена людей не подходят, потому что они не уникальны. В телефонных книгах очень много одинако вых имен, таких как John Smith или Robert Jones.

2. Правильный ответ — вариант а). Хэши и ассоциативные массивы — одно и то же. Единственная разница между ними — тот факт, что слово хэш короче.

3. Правильный ответ в), хотя для инициализации хэши можно использовать и массив, преобразованный в список.

Упражнения • Модифицируйте программу Customer таким образом, чтобы можно было по лучать информацию по имени клиента. Поскольку в качестве ключей нельзя использовать имена клиентов, вам придется организовать поиск нужного значения элемента хэша.

• Модифицируйте программу Customer так, чтобы для поиска клиентов можно было использовать часть ключа (например, часть телефонного номера или электронного адреса). Для этого воспользуйтесь регулярными выражениями, шаблоном в которых служит часть ключа. Имейте в виду, что может быть найдено сразу несколько записей и все они должны быть выведены.

час. Хэши 8-й час Функции Почти все языки программирования содержат функции. Функция — это фрагмент кода, вызываемый по имени и возвращающий некоторое значение. В этой книге вы уже встречались с функциями print, reverse, sort, open, close, split и др. Но то были встроенные функции Perl.

Perl предоставляет вам возможность написания собственных функций. Определен ные пользователем функции называются в Perl подпрограммами. Как и встроенные функции, они вызываются по имени и возвращают значение.

В Perl также реализована концепция области видимости. Область видимости опре деляет набор переменных, доступных программе в определенный момент времени.

Благодаря этой концепции можно создавать функции, полностью независимые от ос тальной части программы. Корректно написанные функции могут быть повторно ис пользованы и в других программах.

Основные темы этого занятия.

• Определение собственной функции и ее вызов.

• Передача значений в функции и получение возвращаемых ими значений.

• Использование директивы use strict для ужесточения контроля за кодом.

Создание и вызов подпрограмм Для создания пользовательских подпрограмм в используется следующий син таксис:

sub { > Имена подпрограмм подчиняются тем же соглашениям об именах, что и имена скаля ров, массивов и хэшей. Эти соглашения рассматривались на 2-м занятии, "Строительные блоки числа и строки". Имена подпрограмм могут совпадать с именами переменных.

124 Основы Perl Но вам следует избегать создания подпрограмм с именами, как у встроенных функций и операторов Perl. Создание двух подпрограмм с одинаковыми именами приводит к появле нию соответствующего предупреждения, если включен режим вывода предупреждении, в противном случае второе определение функции перекрывает первое.

При вызове подпрограммы запускается ее код и возвращаемое значение передается в то место, из которого была вызвана подпрограмма. Например, данная короткая под программа используется для диалога с пользователем:

sub yesno { print "Вы в этом уверены (Да/Нет)?";

} Для инициирования подпрограммы, или, как говорят, ее вызова можно ис пользовать подобные строки:

&yesno{);

Второй синтаксис (без можно использовать, если подпрограмма была ранее опре делена в коде, а синтаксис )допустим в любом месте кода. В этой книге исполь зуются вызовы подпрограмм без S, хотя обе формы синтаксиса могут иметь место.

При вызове подпрограммы запоминает место, в котором произошел вызов, выпол няет код подпрограммы и затем возвращается в основную программу к месту вызова:

sub countdown { for($i=10;

{ print -";

} print "Обратный отсчет: ";

countdown{);

print "Пуск!";

Подпрограммы Perl могут быть вызваны в любом месте основной программы и даже из других подпрограмм:

sub world { print "World!";

} sub hello { print ";

world();

hello();

Возврат значений из подпрограмм Подпрограмма служит не только для удобной группировки кода с возможностью его вызова по имени. Подпрограмма, как и функции, операторы и выражения Perl, имеет значение. Оно называется возвращаемым значением. Возвращаемое значение подпрограммы — значение последнего вычисленного в подпрограмме выражения или же значение, явно возвращаемое оператором return.

Функции Значение подпрограммы вычисляется после вызова подпрограммы и затем исполь зуется в том месте, из которого подпрограмма была вызвана. Вот пример:

sub { # Простейшая подпрограмма 2*4;

print Здесь Perl при вычислении выражения four{) вызывает подпрограмму которая возвращает значение 8. Затем вычисляется выражение 8*8 и в итоге выводится 64.

Значения подпрограмм также могут явно возвращаться оператором return. Этот оператор используется для досрочного выхода из кода подпрограммы и явного указа ния возвращаемого значения. В приведенном ниже примере используются оба спосо ба выхода:

f Используется установленное ранее значение $х return if 0;

if { print "$x is greater than Подпрограммы могут возвращать не только скаляры, а и массивы или хэши:

sub { cia fbi un nato unicef );

foreach $_=uc($J;

J Аргументы У всех предыдущих примеров общим было то, что данные, с которыми они рабо тали, были или литералами (2*4), или переменными главной программы ($х в Эти ограничения создают проблему переносимости кода подпро грамм. Для преодоления этих ограничений нужно уметь вызвать функцию и сказать ей: "Возьми эти данные и выполни с ними некоторые действия", а затем сказать ей:

"Возьми другие данные и выполни с ними некоторые действия". Поведение функции должно изменяться в зависимости от передаваемых ей данных.

Значения, передаваемые функции и изменяющие ее поведение, называются аргу ментами (мы уже неоднократно использовали в книге этот термин). Вы уже знаете, что встроенным функциям (grep, sort, reverse, print и др.) можно передавать ар гументы. То же относится и к вашим подпрограммам. Для передачи функции аргу ментов можно использовать любой синтаксис:

арг2, аргЗ);

арг2, аргЗ;

126 Часть I. Основы Perl Вторая форма — без скобок — может быть использована, только если интерпрета тор Perl уже встречал определение этой функции.

В подпрограмме доступ к аргументам осуществляется посредством специальной переменной В следующем примере демонстрируется передача трех строковых ли тералов в подпрограмму, которая выполняет их печать в виде списка.

sub printargs { print } printargs ('market', 'home', 'roast beef);

Для доступа к индивидуальным аргументам можно использовать индексы массива как и в случае любого другого массива. Однако следует помнить, что конструкция не имеет никакого отношения к скалярной переменной $_.

sub print { } Использование в качестве имен переменных конструкции типа — не очень прозрачный стиль программирования. Функции, в которых много переменных, как правило, начинаются с переименования этих переменных ~ после этого становится понятно, для чего они предназначены. Посмотрите, что имеется в виду:

sub { ($hits, print "Из попыток было выбито $hits очков.";

print "Общий результат ~ $hits/$at bats, "\n";

} display_box_score(50, Здесь массив копируется в список ($hits, Первый элемент массива — становится переменной ?hits, а второй — переменной $at_bats. Имена переменных использованы лишь для читабельности.

Переменная содержит реальный список исходных аргументов подпрограммы.

Ее изменение или изменение любого ее элемента приводит к модификации соот ветствующих переменных. Неявное изменение значения плохой стиль программирования, поэтому ваша функция не должна изменять значения передаваемых ей аргументов, если только это не делается осознанно.

Передача и хэшей Аргументы подпрограмм не обязательно должны быть скалярами. Вы можете пере давать в подпрограмму массив ли хэш, но делать это нужно с умом. Массив ли хэш передается подпрограмме так же, как и скаляр:

В этой подпрограмме обращение к массиву осуществляется посредством пе ременной sub { print "Сортировка...";

{$a <=> $b} );

8-й час. Функции При передаче подпрограмме массива или хэша вы рискуете здорово ошибиться, если таких массивов несколько. Посмотрите на данный фрагмент кода:

sub { print массив:

print массив:

} isecond);

Массивы и передаются при вызове подпрограммы в одном списке Внутри этого большого плоского списка невозможно определить конец первого массива и начало второго. В подпрограмме оператор присваивания приво дит к тому, что все элементы массива становятся элементами массива а массив так и останется пустым списком. Чтобы вспомнить, почему это происходит, обра титесь к материалу 4-го занятия, "Укладка строительных блоков: списки и массивы".

Можно довольно просто передать в подпрограмму группу скалярных переменных и один массив или хэш. Для этого достаточно знать количество передаваемых скаляров и поместить массив или хэш последним в списке аргументов. В этом случае понятно, что после скаляров все оставшиеся аргументы принадлежат массиву или хэшу:

sub lots_of_args { ($first, $third, Остальная часть подпрограммы...

} $bar, $baz, Если нужно передать в подпрограмму несколько массивов или хэшей, а затем от делить их друг от друга, используйте указатели. О том, как передавать в подпрограм мы указатели, речь пойдет на 13-м занятии, "Структуры и ссылки".

Область видимости Из введения к этому занятию вы узнали, что подпрограммы позволяют сгруппиро вать фрагменты кода и дать им имена, которые затем можно использовать для вызова этих фрагментов кода из любого нужного места программы. Подпрограммы позволя ют создать функционально законченные модули, решающие универсальные задачи.

На основе переданных аргументов, встроенных функций и выражений подпрограмма возвращает определенное значение. Вы можете использовать эту подпрограмму в других программах, так как ее выполнение не зависит от окружающего контекста, — она просто берет аргументы, внутренние данные и на их основании вычисляет воз вращаемое значение. Функция становится как бы "черным ящиком", который связы вают с внешним миром только входные и выходные значения. Такие функции назы ваются строгими.

А теперь давайте проанализируем два следующих фрагмента кода.

t Один из хороших стилей написания функции sub { return } print Плохой стиль написания подобной функции.

128 Часть I. Основы Perl sub { } print По большому счету, первая реализация функции намного лучше. Она не использу ет предустановленных внешних переменных. Вместо этого она копирует аргумент в переменную $veight и производит все вычисления с ней. Вторую реализацию трудно использовать в другой программе, для этого нужно, чтобы переменной было присвоено соответствующее значение и обозначало то, что нам нужно. Если перемен ная с таким именем уже используется в других целях, вам придется изменить имя пе ременной, используемое в функции (), что не очень удобно.

Итак, первый вариант реализации лучше, но в нем по-прежнему чего-то не хвата ет. Переменная $weight может конфликтовать с другой переменной с подобным име нем, если та встречается в программе.

позволяет использовать одни и те же имена для обозначения различных пере менных в большой программе. По умолчанию переменные Perl видимы в основной программе и в подпрограммах. Это так называемые глобальные переменные.

Допустим, вам нужно создать переменную, относящуюся только к данной функ ции. Для этого следует воспользоваться оператором sub moonweight { } Внутри функции moonweight () переменная $weight является приватной переменной.

Другие функции программы не имеют доступа к этой переменной. Таким образом, все другие переменные с именем $weight не пересекаются с переменной $weight функции Теперь подпрограмма совершенно изолирована от остальной части про граммы.

Та часть программы, в которой можно использовать данную переменную, называ ется областью видимости переменной.

Оператор можно использовать для объявления скаляров, массивов и хэшей, как приватных переменных подпрограммы. Дескрипторы файлов, подпрограммы и специ альные переменные Perl и др.) нельзя объявить приватными переменными.

Можно объявлять сразу несколько переменных, поместив их имена в скобки:

my Приватные переменные хранятся совсем не так, как глобальные. Глобальные и приватные переменные могут иметь одинаковые имена, но при этом не конфликто вать, как показано ниже:

sub { my $x;

$х=20;

\ Это приватная переменная $х print "$х\п";

) $х=10;

i Это глобальная переменная $х print "$x\n";

print 8-й час. Функции В результате выполнения этого примера будут выведены числа 10, 20, а затем снова 10. Переменные $х в функции и $х в основной части программы — совер шенно разные. У вас может возникнуть один резонный вопрос: "Возможно ли в под программе использовать как приватную, так и глобальную переменную с одним и тем же именем?" Да, но это достаточно сложный вопрос, обычно не рассматриваемый на чальными учебными пособиями Как правило, любая подпрограмма на начинается с приватных пе ременных и присваивания массива списку этих переменных:

sub playerstats { my Остальная часть функции...

} Эта техника программирования позволяет создавать удобные в использовании, или, как их еще называют, дружественные функции: все их переменные являются приватными, поэтому эти переменные не могут изменить или быть изменены други ми функциями, или основной частью программы. После окончания подпрограммы ее приватные переменные аннулируются.

Использование оператора Можно объявить переменные даже с меньшей областью видимости, чем целая подпрограмма. Для этого следует поместить оператор в блок. Это может быть как основной блок подпрограммы, так и какой-нибудь другой блок. В следующем приме ре приватная переменная видима только в блоке:

$У=20;

{ $у=500;

print переменной \$у равно $у\п";

Напечатает ) print Напечатает Объявлять переменные можно даже внутри управляющей структуры, такой как for, foreach, while или if. В общем, какой бы у вас ни был блок, можно создать перемен ную с областью видимости внутри этого блока, как показано в следующем примере:

{ my $stuff;

Переменная видима только внутри цикла } { my Хэш видим только внутри цикла foreach } Здесь переменные, объявленные в операторе заново создаются во время каждой итерации цикла.

В Perl версии 5.004 и выше можно переменную (итератор) цикла for или foreach, a также условное выражение структур while или if объявить приватными для блока:

foreach { t Переменная $element видима только внутри цикла 130 I. Основы Perl $line=) { i Переменная $line видима только внутри цикла } По окончании блока его приватные переменные аннулируются.

Упражнение: подсчет После того как вы столько узнали о функциях, перейдем к практическому использо ванию функций в реальном приложении. Код функций легко может быть использован повторно. В этом упражнении три функции предназначены для анализа групп цифр.

Для начала немного теории. Как вы должны помнить из курса средней школы, среднее арифметическое группы цифр — это их сумма, деленная на количество цифр.

Медиана — это средний элемент всей группы, отсортированной по значению. При четном количестве элементов берется среднее арифметическое двух средних элемен тов. Стандартное отклонение характеризует распределение элементов вокруг среднего значения. Высокое значение стандартного отклонения означает, что разброс чисел ве лик, а малое — что они сосредоточены вокруг среднего значения, Если отложить вле во и вправо от среднего значения интервал, равный стандартному отклонению, то в нем будет сосредоточено 68% чисел из набора, а если удвоить этот интервал, то в него попадет 95% всех чисел из набора.

А теперь, вооружившись теоретическими сведениями, наберите в текстовом торе программу, приведенную в листинге 8.1, и сохраните ее под именем Stats.

забудьте сделать файл выполняемым, воспользовавшись инструкциями из 1-го заня тия, "Начало работы с Perl".

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.