4-模式匹配 · Elixir 程序設計

4-模式匹配 ========== 本章起教程進入 _不那么基礎的_ 階段，開始涉及函數式編程概念。對之前沒有函數式編程經驗的人來說，這一章是一個基礎，需要好好學習和理解。在Elixir中，```=```運算符實際上叫做 *匹配運算符*。本章將講解如何使用```=```運算符來對各種數據結構進行模式匹配。最后本章還會講解pin運算符(```^```)，用來訪問某變量之前綁定的值。 ## 4.1-匹配運算符我們已經多次使用```=```符號進行變量的賦值操作： ```elixir iex> x = 1 1 iex> x 1 ``` 在Elixir中，```=```作為 *匹配運算符*。下面來學習這樣的概念： ```elixir iex> 1 = x 1 iex> 2 = x ** (MatchError) no match of right hand side value: 1 ``` 注意```1 = x```是一個合法的表達式。由于前面的例子給x賦值為1，因此在匹配時左右相同，所以它匹配成功了。而兩側不匹配的時候，MatchError將被拋出。變量只有在匹配操作符```=```的左側時才被賦值： ```elixir iex> 1 = unknown ** (RuntimeError) undefined function: unknown/0 ``` 錯誤原因是unknown變量沒有被賦過值，Elixir猜你想調用一個名叫```unknown/0```的函數，但是找不到這樣的函數。 > 變量名在等號左邊，Elixir認為是賦值表達式；變量名放在右邊，Elixir認為是拿該變量的值和左邊的值做匹配。 ## 4.2-模式匹配匹配運算符不光可以匹配簡單數值，還能用來 *解構* 復雜的數據類型。例如，我們在元組上使用模式匹配： ```elixir iex> {a, b, c} = {:hello, "world", 42} {:hello, "world", 42} iex> a :hello iex> b "world" ``` 在兩端不匹配的情況下，模式匹配會失敗。比方說，匹配的兩端的元組不一樣長： ```elixir iex> {a, b, c} = {:hello, "world"} ** (MatchError) no match of right hand side value: {:hello, "world"} ``` 或者兩端模式有區別（比如兩端數據類型不同）： ```elixir iex> {a, b, c} = [:hello, "world", "!"] ** (MatchError) no match of right hand side value: [:hello, "world", "!"] ``` 利用“匹配”的這個概念，我們可以匹配特定值，或者在匹配成功時。下面例子中先寫好了匹配的左端，它要求右端必須是個元組，且第一個元素是原子```:ok```。 ```elixir iex> {:ok, result} = {:ok, 13} {:ok, 13} iex> result 13 iex> {:ok, result} = {:error, :oops} ** (MatchError) no match of right hand side value: {:error, :oops} ``` 用在列表上： ```elixir iex> [a, 2, 3] = [1, 2, 3] [1, 2, 3] iex> a 1 ``` 列表支持匹配自己的```head```和```tail``` （這相當于同時調用```hd/1```和```tl/1```，給```head```和```tail```賦值）： ```elixir iex> [head | tail] = [1, 2, 3] [1, 2, 3] iex> head 1 iex> tail [2, 3] ``` 同```hd/1```和```tl/1```函數一樣，以上代碼不能對空列表使用： ```elixir iex> [h|t] = [] ** (MatchError) no match of right hand side value: [] ``` > [head|tail]這種形式不光在模式匹配時可以用，還可以用作向列表插入前置數值： ```elixir iex> list = [1, 2, 3] [1, 2, 3] iex> [0|list] [0, 1, 2, 3] ``` 模式匹配使得程序員可以容易地解構數據結構（如元組和列表）。在后面我們還會看到，它是Elixir的一個基礎，對其它數據結構同樣適用，比如圖和二進制。小結： * 模式匹配使用```=```符號 * 匹配中等號左右的“模式”必須相同 * 變量在等號左側才會被賦值 * 變量在右側時必須有值，Elixir拿這個值和左側相應位置的元素做匹配 ## 4.3-pin運算符在Elixir中，變量可以被重新綁定： ```elixir iex> x = 1 1 iex> x = 2 2 ``` >Elixir可以給變量重新綁定（賦值）。它帶來一個問題，就是對一個單獨變量（而且是放在左端）做匹配時， Elixir會認為這是一個重新綁定（賦值）操作，而不會當成匹配，執行匹配邏輯。這里就要用到pin運算符。如果你不想這樣，可以使用pin運算符(^)。加上了pin運算符的變量，在匹配時使用的值是本次匹配前就賦予的值： ```elixir iex> x = 1 1 iex> ^x = 2 ** (MatchError) no match of right hand side value: 2 iex> {x, ^x} = {2, 1} {2, 1} iex> x 2 ``` 注意如果一個變量在匹配中被引用超過一次，所有的引用都應該綁定同一個模式： ```elixir iex> {x, x} = {1, 1} 1 iex> {x, x} = {1, 2} ** (MatchError) no match of right hand side value: {1, 2} ``` 有些時候，你并不在意模式匹配中的一些值。可以把它們綁定到特殊的變量 “ _ ” (underscore)上。例如，如果你只想要某列表的head，而不要tail值。你可以這么做： ```elixir iex> [h | _ ] = [1, 2, 3] [1, 2, 3] iex> h 1 ``` 變量“ _ ”特殊之處在于它不能被讀，嘗試讀取它會報“未綁定的變量”錯誤： ```elixir iex> _ ** (CompileError) iex:1: unbound variable _ ``` 盡管模式匹配看起來如此牛逼，但是語言還是對它的作用做了一些限制。比如，你不能讓函數調用作為模式匹配的左端。下面例子就是非法的： ```elixir iex> length([1,[2],3]) = 3 ** (CompileError) iex:1: illegal pattern ``` 模式匹配介紹完了。在以后的章節中，模式匹配是常用的語法結構。