Perl子程序

Perl子程序

1. 子程序的基本属性

1.1 子程序的定义

• 要定义子程序，首先要以关键字 sub 开头，再加上子程序名，花括号，花括号中包含的是函数的主体。
• 子程序可以被定义在程序的任意位置；不需要对子程序进行事先声明；
• 子程序是全局的，如果定义了两个重名的子程序，后面的子程序会覆盖前面的那个；

#a simple subroutine
sub marine{
	$n += 1;
	print "$n time call marine subroutine.\n";
}

1.2 子程序的调用和返回值

• 子程序调用：在任意表达式中，子程序前面的 & 表示调用这个子程序；如 &marine
• 子程序返回值（标量）：
  • Perl中子程序没有 “有无返回值” 的区别；
  • 任何时候子程序都有返回值，但有时这个值并没有什么用处，每次都写返回值return就显得十分麻烦；
  • Perl将子程序执行的最后一次运算的 “结果” ，结果不一定是数值计算得到，当做返回值；
• 子程序返回值 (非标量)：
  • 如果在子程序最后一句调用列表上下文，可以返回列表值；

#non-scalar return value
sub list_from_fred_to_barney{
	if ($fred < $barney) {
		$fred..$barney;
	} else {
    	reverse $fred..$barney;
    }
}
$fred = 11;
$barney = 6;
@c = &list_from_fred_to_barney;   #@c is (11 10 9 8 7 6) now

注意1.1中例：marine子程序执行的最后一次运算是print，它的返回值通常是 1，表示成功输出信息，但显然这不是我们想要的值，所以一定要注意子程序中最后执行的语句。

1.3 子程序的参数

• Perl支持参数传入，要传递参数列表到子程序里，只要在子程序调用的后面加上括号内的列表表达式即可；
• 列表传入子程序后，子程序自动将参数存入 @_，该变量在子程序执行期间有效，子程序通过访问这个数组，以判断参数的个数和参数值；
  • 传入的参数 ＞ 子程序需要，后面的参数将被忽略；
  • 传入的参数 ＜ 子程序需要，缺少的参数值被定为undef;

#列表传入,max比较传入的两个参数，返回值较大的那个
sub max {
	if($_[0] > $_[1]) {
		$_[0];
	} else {
		$_[1];
	}
}
&max(10,15);      # return 15
&max(10,15,27);   # return 15

• 实际上，@_是子程序的私有变量。假如已经存在全局变量 @_，会不会出现问题呢？
  • 当然不会！
  • 子程序使用@_时，如果已经存在全局变量@_，则全局变量的值在调用前会被先存储起来，等待子程序结束后，全局变量@_恢复原来的值；
  • 因此，各种子程序可以不加担心的进行嵌套调用，递归调用时同样可以不考虑这个问题；
  • 回忆一下：foreach循环保存控制变量的机制类似，变量的值都是perl自动保存和恢复的。

1.3.1 变长参数列表

• 在常见的Perl代码中，经常把更长的列表作为参数传递给子程序，Perl对传入的列表长度不做限制；
  • 我们可以在函数中设置检查;
  • 其实，我们更希望可以修改子程序，让其可以接受任意长度的列表；

#变长列表传入
sub max {
	if(@_ != 2) {
		print "WARNING! &max should get exactly two arguments!\n";
	}
	...
}

#update subroutine max
sub max {
	my ($max_so_far) = shift @_;
	foreach (@_) {
		if($_ > $max_so_far) {
			$max_so_far = $_;
		}
	}
	$max_so_far;
}
$maximum = &max(1,2,34,6,7);    #$maximum is 34 now
$max_num = &max(@num);          #when @num = (), shift @_ 返回undef, foreach 循环不执行，最终返回undef

2. 子程序中的变量

2.1 子程序中的私有变量

• 在默认情况下，perl里面的所有变量都是全局变量，也就是说，在程序里的任何地方都可以访问他们，但是我们可以借助 my 操作符来定义私有变量；

#my lexical variable
sub max{
	my ($m,$n);
	($m,$n) = @_;     #可以合并为 my($m,$n) = @_;
	if ($m > $n)  { $m; } else { $n; }	 
}

2.2 用my声明的词法变量

• 用 my 声明的词法变量不仅可以用在子程序中，可以以用在 if，while，foreach 的语句块内；
  • 如： foreach (1…0) { my ($square) = $_ * $_; } -> $square的作用域为foreach循环内部；
  • 如果变量的定义并未出现在任何语句块中，则这个变量对整个程序原文件都是私有的；
  • 这些私有变量的作用范围容易定位，如果出现调用问题，debug速度会提升；
• my操作符不会改变变量赋值时的上下文
  • my ($num) = @_; #列表上下文，和 ($num) = @_; 相同, $num 为@_的第一个参数；
  • my $num = @_; #标量上下文，和 $num = @_; 相同，$num为@_中的参数个数；
• my操作符不加括号时，只能用来声明单个变量
  • my $fred,$barney; #只声明了$fred;
  • my ($fred,$barney); #声明了 $fred 和 $barney；

2.3 持久化私有变量

• 持久化私有变量：
  • 由关键字 state 声明；
  • state声明的变量，可以在函数被多次调用用保存上次的值 (静态变量?)；
  • 其作用域同样限制在子程序内部，外部不能调用此私有变量；

#update sunroutine in 1.1
sub marine {
	state $n = 0;
	$n += 1;
	print "$n time call marine subroutine.\n";
}

#注意: v5.10中并不支持在列表上下文中初始化数组和哈希表类型的state变量
state @array = qw/a b c/;  #ERROR!!!

3. 子程序的中级用法

3.1 use strict 编译指令

• 编译指令，是指提供给编译器的指令，他告诉编译器如何处理接下来的程序代码；
• 如果希望perl严格要求自己的话，可以再最开始加上 use strict；编译指令；
• 有无 use strict的对比：
  • 编写语句：$bam = 3; $ban += 1;
  • 无：Perl自动创建bam变量，自动创建ban变量，不给警告；
  • 有：Perl自动检查，产生了两个只使用一次的全局变量，发出警告；
  • 这时候Perl会报错说 ban 变量没有被声明，提示程序员修改；

3.2 return操作符

• 如果希望子程序执行到某个条件就停止的话，可以使用 return 操作符

#return character
sub find_5 {
	foreach(@_) {
		if($_ == 5) {
			print "5 is in this array";
			return $_; 
		} 
	}
	print "5 is in this array";
	return 0;
}
$num = &find_5(1..8);

3.3 省略 & 字符

• 如果Perl内置函数和子程序名称冲突，调用子程序时必须使用 & 字符
• 如果Perl能够从语法上判断是子程序调用语句，调用子程序时可以省略 & 字符
  • 子程序定义在子程序调用之前；
  • 子程序调用时将列表放在圆括号中；如：$num = find_5(1…8);

4. 子程序签名（补充）

• 到目前为止，我们知道子程序内部接受参数时，从@_中获取参数列表，然后复制给私有变量，如&max函数。
• Perl 5.20中添加了子程序签名特性，目前还是实验特性。
• 使用子程序签名之后，就可以把变量声明移到花括号外面，直接写在程序明后的括号中。

#my lexical variable
sub max{
	my ($m,$n);
	($m,$n) = @_;
	if ($m < $n)  { $m; } else { $n; }	 
}

#使用子程序签名
use v5.20;
use feature qw(signatures);
no warnings qw(experimental::signatures);

sub max($m,$n){
	if ( $m < $n) { $n; } else { $m; } 
}

• 这时，Perl自动声明这两个变量为子程序的私有变量，运行效果基本相同；但之前可以给 &max 传递多个参数，不会报错，但是使用了子程序签名之后就会报错；
  • 提示： Too many arguments for subroutine.
• 因此，子程序签名是会帮助检查参数数量的；
• 如果希望可以传递任意长度的数组：
  • 在声明变量的时候，声明数组 (数组的大小是不会被限制的)；sub max ($max_so_far, @rest) { … }；
  • 在声明变量的时候，使用 @ 占位，表明参数数量不定； sub max ($max_so_far, @) { … };
• 如果传入参数少于声明参数数量：
  • 在声明变量的时候，可以指定默认值； sub max ($fred = 0, $barney = 7) { … };