Доброго ночи! Мы продолжаем изучение Erlang для самых маленьких.
В прошлой главе мы рассмотрели как объявлять функции и как объединять их в модули. В этой главе мы рассмотрим синтаксис функций более подробно.
Исходники примеров к главе лежат здесь.
Сопоставление с образцом
Для начала давайте напишем функцию, которая будет приветствовать пользователя и текст приветствия будет зависеть от его пола. В виде псевдокода наша функция будет выглядеть следующим образом:
function greet(Gender,Name)
if Gender == male then
print("Hello, Mr. %s!", Name)
else if Gender == female then
print("Hello, Mrs. %s!", Name)
else
print("Hello, %s!", Name)
end
Если вместо классической конструкции if then else использовать сопоставление с образцом, можно сэкономить кучу шаблонного кода. Вот так эта функция будет выглядеть на Erlang если использовать сопоставление с образцом:
greet(male, Name) ->
io:format("Hello, Mr. ~s!", [Name]);
greet(female, Name) ->
io:format("Hello, Mrs. ~s!", [Name]).
Функция io:format() используется для форматированного вывода в терминал. Здесь мы использовали сопоставление с образцом в описании списка аргументов функции. Это позволило нам одновременно присвоить входные значения и выбрать ту часть функции, которая должна быть выполнена. Зачем сначала присваивать значения, а потом сравнивать их в теле функции, если можно сделать это одновременно и в «более декларативном» стиле?
В общем виде объявление такой функции выглядит следующим образом:
fnct_name(X) ->
Extpression;
fnct_name(Y) ->
Expression;
fnct_name(_) ->
Expression.
Каждая ветвь функции объявляется как полноценная функция но заканчивается точкой с запятой(;), следом за ней объявляется следующая. После последней части ставиться точка.
Обратите внимание на последний образец. Что будет, если мы вызовем нашу функцию greet() и укажем непредусмотренный пол? Мы получим исключение о том, что входные параметры не подходят ни под один из образцов:
1> chapter03:greet(someOther, "Haru").
** exception error: no function clause matching chapter03:greet(someOther, "Haru")
Поэтому важно включать в объявление образец, который подойдет под любое значение. При этом он должен быть последним. В противном случае образцы объявленные после него никогда не будут обработаны.
Давайте перепишем нашу функцию, так что бы она корректно обрабатывала неверные входные значения:
greet(male, Name) ->
io:format("Hello, Mr. ~s!", [Name]);
greet(female, Name) ->
io:format("Hello, Mrs. ~s!", [Name]);
greet(_, Name) ->
io:format("Hello, ~s!", [Name]).
Но сопоставление с образцом в объявлении функций приносит намного больше пользы, чем просто сокращение объема кода. Вспомним списки: список состоит из головы и остальной части. Давайте напишем две функции, которые будут возвращать первый и второй элементы полученного списка.
first([X|_]) ->
X.
second([_,X|_) ->
X.
Достаточно просто, не так ли? Есть еще один интересный прием, основанный на том факте, что переменные в Erlang можно присвоить только один раз.
same(X,X) ->
true;
same(_,_) ->
false.
Эта функция возвращает true, если ее аргументы одинаковы, иначе возвращает false. Как это работает? При вызове функции chapter03::same(one, two). переменной X присваивается значение one, затем производится попытка присвоить этой же переменной значение two. Из-за того, что значение уже было присвоено, попытка заканчивается неудачей и шаблон отбрасывается как неподходящий. Так как во втором случае мы не указываем явно каким переменным нужно присвоить значения, шаблон подходит и функция возвращает false. Если же передать в функцию одинаковые значения chapter03:same(3, 3)., то первый шаблон подойдет и функция вернет true.
Охранные выражения
У сопоставления с образцом есть один большой недостаток: оно недостаточно выразительно. С его помощью нельзя указать тип данных, диапазон и другие подобные обобщения. Каждый образец является конкретным случаем. Для решения этой проблемы в Erlang есть Охранные выражения (или сторожевые условия). Для начала давайте напишем функцию, которая будет принимать наш ИМТ (индекс массы тела) и оценивать наше состояние. ИМТ человека равен его весу разделенному на квадрат роста.
bmi_tell(Bmi) when Bmi =< 18.5 ->
"You're underweight.";
bmi_tell(Bmi) when Bmi =< 25 ->
"You're supposedly normal.";
bmi_tell(Bmi) when Bmi =< 30 ->
"You're fat.";
bmi_tell(_) ->
"You're very fat.".
Здесь при обращении к функции происходит проверка первого условия, находящегося после слова when (Bmi =< 18.5). Если это выражение возвращает true будет выполнена соответствующая ветвь кода. Иначе происходит проверка следующего условия и так до конца. И тут мы тоже добавили в конец условие, под которое подойдет любое значение.
В общем случае объявление функции с использованием охранных выражений выглядит следующим образом:
fnct_name(Arg_1, Arg_1, ..., Arg_n) when rule_1 ->
Expression;
fnct_name(Arg_1, Arg_1, ..., Arg_n) when rule_2 ->
Expression.
Так же мы не ограничены одним выражением в условии. Мы можем провести несколько проверок. Если для прохождения проверки должны быть выполнены оба условия (аналог andalso), между ними ставится запятая(,).
lucky_number(X) when 10 < X, X > 20 ->
true;
lucky_number(_) ->
false.
Если достаточно хотя бы одного (аналог orelse), они разделяются точкой с запятой(;).
lucky_atom(X) when X == atom1; X == anot2 ->
true;
lucky_number(_) ->
false.
В охранных выражениях можно использовать функции. Вот функция, которая делит одно число на другое, но перед этим проверяет, что бы переданные аргументы были числами и что бы Y не был равен нулю:
safe_division(X, Y) when is_integer(X), is_integer(Y), Y /= 0 ->
X / Y;
safe_division(_, _) ->
false.
Ветвление
Оператор if
Помимо рассмотренных выше выражений в Erlang существует и обычный оператор ветвления if. Давайте перепишем нашу функцию bmi_tell() с использованием этого оператора.
if_bmi_tell(Bmi) ->
if Bmi =< 18.5 -> "You're underweight.";
Bmi =< 25 -> "You're supposedly normal.";
Bmi =< 30 -> "You're fat.";
true -> "You're very fat."
end.
В общем случае оператор ветвления if выглядит следующим образом:
if Rule_1 -> Expression;
Rule_2 -> Expression;
...
true -> Expression;
end.
Хочу напомнить, что в отличии от Haskell, здесь отступы не играют никакой роли кроме декоративной и код отформатирован так только того, что бы его было легче воспринимать. Вы вольны форматировать его так, как вам будет удобно.
Здесь выражения rule_1 и rule_2 — это одно или несколько условий. В случае успешного выполнения условия, будет выполнен блок кода Expression (может содержать одну или несколько команд) идущий за ним. Таких логических ветвей может быть сколько угодно.
Обратите внимание на последний блок true -> "You're very fat.. Что это за условие? Это альтернатива оператору orelse. Блок кода идущий за ним будет выполнен если ни одно условие не пройдет проверку. Важно запомнить, что этот оператор обязателен. Ведь, как мы помним, в Erlang любое выражение должно возвращать результат. Если не описать этот блок, то модуль скомпилируется, но когда поток выполнения проверит все условия и не обнаружит блок true, будет сгенерированно исключение.
** exception error: no true branch found when evaluating an if expression
in function chapter03:if_bmi_tell/1
Оператор case ... of
Помимо if в Erlang есть еще один оператор ветвления — case of. И этот оператор подобен целой функции вставленной в другую функцию. Он позволяет делать выбор не только на основании условия, но так же дает возможность использовать сопоставления с образцом и охранные выражения. В общем виде он выглядит так:
case Rule of
Val_1 -> Expression;
Val_2 -> Expression
...
Val_n -> Expression
Здесь Rule — это переменная или выражение, результат которого будет проверяться. Дальше следуют уже знакомые нам блоки «условие — выражение» (Val_1 -> Expression;). В условии можно использовать сопоставления с образцом и охранные выражения, что делает эту конструкцию невероятно гибкой.
Давайте для примера напишем функцию, которая будет принимать кортеж состоящий из температуры и названия шкалы ее измерения и на основании этих данных оценивать ее.
assessment_of_temp(Temp) ->
case Temp of
{X, celsius} when 20 =< X, X =< 45 ->
'favorable';
{X, kelvin} when 293 =< X, X =< 318 ->
'scientifically favorable';
{X, fahrenheit} when 68 =< X, X =< 113 ->
'favorable in the US';
_ ->
'not the best tempperature'
end.
При выполнении этой функции наш кортеж будет сопоставлен с переменной Temp, затем будет найден паттерн, под который этот кортеж подойдет. Затем будет проведена проверка охранными выражениями и если она будет пройдена — функция вернет соответствующую строку.
Здесь мы так же как и раньше добавляем в конец выражение, которое будет перехватывать все неподошедшие варианты.
Как мы видим, выражение case of почти полностью можно переместить в область объявление функции. Так где же лучше размещать условия? Ответ прост: там где вам больше нравиться. Различия между этими двумя конструкциями минимальны. Поэтому используйте тот вариант, который вам легче читать.
Заключение
В этой главе мы рассмотрели то, как можно управлять потоком выполнения внутри функций. Узнали, какие для этого существуют конструкции и как их использовать. Так же мы познакомились с охранными выражениями.
В следующей главе мы более пристально рассмотрим систему типов в языке Erlang.
Спасибо, что дочитали до конца. Надеюсь, было интересно. Прошу прощения за столь большую задержку. Времени свободного совсем нет.
P.S. Об опечатках и ошибках прошу сообщать в личку, а не в комментарии. Спасибо за понимание.
Автор: HaruAtari
