Язык программирования Perl - Михаил Шохирев

Дополнительные сведения о форматах и отчетах в Perl можно узнать из стандартной документации, обратившись за помощью к утилите

perldoc perlform

В завершение лекции приведем пример законченной программы (с образцом исходных данных), выводящей отчет о книгах по языку Perl.

open my $report, '>', '/report.txt' or die; $old_handle = select $out; # выбрать поток для отчета select $report; $^ = 'HEAD'; $~ = 'REPORT'; # описание форматов для отчета while(<DATA>) { # чтение одной записи данных ($authors, $title, $year, $nick) = split ':'; write $report; # вывод одной строки отчета } close $report or die; # формат для заголовка страницы format HEAD = Классические книги по языку Perl издательства O'Reilly Лист @# $% ---------------+--------------------+----+------------ Авторы | Заглавие |Год | Прозвище ---------------+--------------------+----+------------ . format REPORT = ^<<<<<<<<<<<<<<|^<<<<<<<<<<<<<<<<<<<|@###|@>>>>>>>>>>> $authors, $title, $year, $nick ^<<<<<<<<<<<<<<|^<<<<<<<<<<<<<<<<<<<| | ~~ $authors, $title ---------------+--------------------+----+------------ . __DATA__ Cozens S.:Advanced Perl Programming,2nd ed.:2005:Panther Book Friedl J.E.F.:Mastering Regular Expressions:1997:Owls Book ...

Результатом работы этой программы будет такой отчет, размещенный в файле report.txt:

Классические книги по языку Perl издательства O'Reilly Лист 1 ---------------+--------------------+----+------------ Авторы | Заглавие |Год | Прозвище ---------------+--------------------+----+------------ Cozens S. |Advanced Perl |2005|Panther Book |Programming,2nd ed. | | ---------------+--------------------+----+------------ Friedl J.E.F. |Mastering Regular |1997| Owls Book |Expressions | | ---------------+--------------------+----+------------ Schwartz R.L., |Learning Perl, 4th |2005| Llama Book Phoenix T., |ed. | | brian d foy | | | ---------------+--------------------+----+------------

Конечно, изученные в этой лекции средства отчетов не могут сравниться с современными специализированными построителями отчетов, но во многих случаях бывает достаточно форматирования выходных данных в виде простых отчетов, которое в Perl делается достаточно легко, просто и наглядно. Эта лекция была "лирическим отступлением" перед тем как начать углубленное изучение техники программирования на языке Perl.

Лекция 11. Ссылки

В этой лекции будут изучены ссылки и ссылочные структуры данных, которые играют очень важную роль в Perl, так как позволяют создавать многомерные массивы, массивы записей и различные динамические структуры данных произвольной сложности: очереди, списки, деревья, графы. Кроме того, умение работать со ссылками необходимо для понимания объектно-ориентированного программирования в Perl.

Цель лекции: научиться обращаться со ссылками, объектами ссылок и структурами данных, основанными на ссылках, чтобы применять их при программировании задач со сложными структурами данных.

Ссылки явно или неявно применяются во всех языках программирования. Они позволяют гибко создавать динамические структуры данных неограниченной сложности. Ссылки являются одним из скалярных типов данных языка Perl, наряду с числами и строками. Ссылка (reference) - это информация о том, где при выполнении программы располагается в памяти объект определенного типа. Эту информацию можно использовать для доступа к объекту ссылки (referent). Ссылка - это возможность обратиться к какой-то информации не по имени, которое известно при компиляции, а по ее расположению в памяти при выполнении программы. В отличие от указателей в некоторых других языках, в Perl ссылки реализованы надежно и эффективно. Программист не должен заботиться о явном удалении из памяти объектов ссылок, поскольку занимаемая память автоматически освобождается встроенным сборщиком мусора, когда объекты ссылок перестают использоваться (то есть когда на них больше не указывает ни одна ссылка). Для создания ссылки на существующий программный объект предусмотрена операция взятия ссылки, обозначаемая обратной косой чертой (backslash), которая ставится перед объектом ссылки. В следующем примере показано, как можно получить ссылку на скалярную переменную и сохранить ее в другой переменной:

my $scalar = 'Скаляр'; # объект ссылки my $ref2scalar = $scalar; # ссылка на скаляр

На рис. 11.1 показан результат сохранения ссылки на значение скалярной переменной в другой скалярной переменной.

Рис. 11.1.  Ссылка на скалярное значение

При помощи операции '' можно брать ссылку на любые объекты, например, на литерал или на любое другое выражение, только при этом значение объекта ссылки нельзя будет изменить. В этом случае при выполнении программы выражение вычисляется, а результат сохраняется в анонимной области памяти, ссылка на которую и возвращается. Например:

my $ref2literal = 'Литерал'; # ссылка на литерал my $ref2expression = ($n1*$n2); # ссылка на выражение

Анонимные данные - это значения, не связанные ни с одной переменной, доступ к которым происходит только по ссылке. Ссылка всегда указывает на значение конкретного типа: скаляр, массив, хэш, подпрограмму (или элемент таблицы символов, о которых речи пока не было). На какой именно тип объекта указывает ссылка, можно узнать с помощью функции ref(), которая возвращает строку, описывающую тип значения объекта ссылки. Например:

print ref($ref2scalar); # выведет: 'SCALAR'

А что получится, если вывести значение самой ссылки? Ее значение будет преобразовано в строку, содержащую тип объекта ссылки и его адрес в виде шестнадцатиричного числа, например:

print $ref2scalar; # выведет, например: 'SCALAR(0x335b04)'

Обратно преобразовать в ссылку это строковое представление адреса не удастся.

Чтобы получить доступ к значению, на которое указывает ссылка, нужно выполнить разыменование ссылки (dereference). Для этого переменная, содержащая ссылку, заключается в фигурные скобки и перед ней ставится нужный разыменовывающий префикс: $ для скаляра, @ для массива, % для хэша, & для подпрограммы. (Другими словами, после разыменовывающего префикса, определяющего тип хранящегося в переменной значения, вместо имени переменной записывается содержащая ссылку переменная или выражение, возвращающее ссылку.) Если не возникает неоднозначности в интерпретации выражения, то переменную, хранящую ссылку, в фигурные скобки можно не заключать. Вот примеры разыменования ссылок на скалярные значения:

print "${$ref2scalar} "; # или: $$ref2scalar print "${$ref2literal} "; # или: $$ref2literal print "${$ref2expression} "; # или: $$ref2expression

Значение скалярной переменной при доступе по ссылке, естественно, может изменяться, но попытка с помощью ссылки изменить литерал вызовет ошибку при выполнении программы ("Modification of a read-only value attempted"):

${$ref2scalar} = 'Новый скаляр'; # вполне законно ${$ref2literal} = 'Новый литерал'; # ОШИБКА!!!

Когда на какое-то значение ссылается несколько ссылочных переменных, то обращаться к этому значению можно с помощью любой из них. Значение доступно до тех пор, пока на него имеется хотя бы одна ссылка. Например:

my $ref2scalar = $scalar; # ссылка на скаляр my $one_more_ref = $ref2scalar; # копия ссылки на скаляр # будет выведено одно и то же значение $scalar: print "${$ref2scalar} ${$one_more_ref}";

На рис. 11.2 показана ситуация, когда несколько ссылок указывают на одну скалярную переменную.

Рис. 11.2.  Несколько ссылок на скаляр

Если переменная $ref2scalar перестанет ссылаться на $scalar (например, после undef $ref2scalar), то значение $scalar все еще будет доступно через переменную $one_more_ref.

Значением объекта ссылки также может быть ссылка (косвенная ссылка) на другой объект, возможно, тоже на ссылку. Ссылка даже может содержать ссылку на саму себя! Таким образом при необходимости можно построить цепочку ссылок любой длины. Например:

$value = 'Полезное значение'; $ref1 = $value; # ссылка на значение $ref2 = $ref1; # ссылка на ссылку на значение $ref3 = $ref2; # ссылка на ссылку на ссылку на значение

Можно организовать многоуровневые косвенные ссылки без использования промежуточных переменных, несколько раз применяя операцию взятия ссылки на значение. Например, создадим такую цепочку ссылок:

$ref_chain = \$value; # цепочка из трех ссылок

Для доступа по такой цепочке ссылок к исходному значению правило разыменования применяется нужное число раз. Например, в цепочке из трех ссылок с помощью трех префиксов $ мы последовательно получаем доступ к ссылочным переменным, а еще один префикс нужен для доступа к полезному значению:

# выведем исходное значение через $ref3: print ${${${$ref3}}}; # или короче: print $$$$ref3; # или через $ref_chain: print $$$$ref_chain;