Programowanie 2

Perl - Tablice asocjacyjne oraz funkcje tablicowe

Marcin Junczys-Dowmunt

[e-mail]

Zakład Logiki Stosowanej

http://www.logic.amu.edu.pl

8. grudnia 2009

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

1/16

Dzisiejszy wykład

I

Skupimy się na jednym z najpotężniejszych narzędzi w Perlu –
na tzw. haszach:

I

omówimy istotę haszów

I

sposoby inicjalizacji haszów

I

sposoby dodawania i usuwanie elementów

I

sposoby przeglądania haszów

I

Omówimy powiązania między haszami i tablicami

I

w tym sortowanie elementów tablic i haszów za pomocą sort

I

tworzenie np. haszów z tablic za pomocą map

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

2/16

Co to jest hasz?

I

Hasz jest strukturą podobną do tablicy, ale zamiast indeksów
liczbowych hasz używa kluczy

I

Bardziej skomplikowana nazwa dla haszy to tablice
asocjacyjne, ponieważ kojarzą ze sobą klucze i wartości

I

Kluczem hasza może być dowolna wartość skalarna, czyli
liczba, łańcuch znakowy

I

Przedrostkiem dla hasza jest znak %, który ma przypominać
parę elementów skojarzonych

I

Zamiast nawiasów [] korzystamy z {} przy odwoływaniu się do
wartości haszów

I

Ponoć by programować w Perlu, trzeba myśleć w haszach

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

3/16

Inicjalizacja haszów

1

my

% d z w i e k i = (

lew = >

" g r r r "

,

p i e s = >

" hau "

,

kot = >

" m i a u "

,

5

" t y g r y s b e n g a l s k i "

= >

" r o a r "

);

p r i n t

" Lew r o b i "

. $ d z w i e k i {

" lew "

} .

" \ n "

;

p r i n t

" P i e s r o b i "

. $ d z w i e k i { p i e s } .

" \ n "

;

10

p r i n t

" Kot r o b i $ d z w i e k i { kot }\ n "

;

p r i n t

" T y g r y s r o b i $ d z w i e k i { ’ t y g r y s b e n g a l s k i ’}\ n "

;

I

Kanoniczny sposób inicjalizacji haszów

I

Kojarzymy ze sobą nazwy zwierząt oraz wydawane dźwięki

I

Gdy klucz składa się z samych znaków alfanumerycznych,
możemy opuścić cudzysłów

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

4/16

Dodawanie elementów do haszów

1

my

% o c z y ;

$ o c z y { kot } =

" 2 "

;

@ o c z y { mrowka , w a z k a } = (4 ,

" m i l i o n "

);

5

my

@ s t w o r y =

qw

( p a n t o f e l e k , c z l o w i e k , pajak , m u c h a );

@ o c z y { @ s t w o r y } = (0 , 2 , 8 ,

" d u z o za d u z o "

);

I

Możemy dodawać dowolną liczbą elementów do hasza

I

Ponieważ nie ma określonej kolejności elementów w haszu, nie
potrzebujemy funkcji typu unshift, push

I

Podobnie jak dla tablic istnieją wycinki haszów

I

Każdy wycinek z hasza jest tablicą(!), stąd przedrostek @

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

5/16

Przeglądanie haszów - według kluczy

1

my

% s ł o w n i k = (

s z a f a = >

" r z e c z o w n i k "

, w i e l k i = >

" p r z y m i o t n i k "

,

m r u g a c = >

" c z a s o w n i k "

, k r o t k o = >

" p r z y s l o w e k "

,

);

5

f o r e a c h my

$ s l o w o _ k l u c z (

k e y s

% s ł o w n i k ) {

p r i n t

" W y r a z $ s l o w o _ k l u c z to "

.

" $ s ł o w n i k { $ s l o w o _ k l u c z }\ n "

;

}

I

Funkcja wbudowana keys zwraca listę wszystkich kluczy
danego hasza

I

Można tę listę zapisać do zmiennej tablicowej lub użyć w
dowolnym kontekście listowym

I

Elementy w haszach nie są uporządkowane, więc lista
zwrócona przez keys też nie jest

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

6/16

Przeglądanie haszów - według wartości

1

my

% s ł o w n i k = (

s z a f a = >

" r z e c z o w n i k "

, w i e l k i = >

" p r z y m i o t n i k "

,

m r u g a c = >

" c z a s o w n i k "

, k r o t k o = >

" p r z y s l o w e k "

,

);

5

f o r e a c h my

$ c z e s c _ m o w y _ w a r t o s c (

v a l u e s

% s ł o w n i k ) {

p r i n t

" S l o w n i k z a w i e r a n a s t . c z e s c i m o w y : "

.

" $ c z e s c _ m o w y _ w a r t o s c \ n "

;

}

I

Funkcja wbudowana values zwraca listę wszystkich wartości
danego hasza (odpowiednik keys)

I

W przeciwieństwie do kluczy, wartości w haszu mogą się
powtarzać (hasze są lewostronnie jednoznaczne)

I

Nie ma bezpośredniej możliwości wyświetlenia klucza do
odpowiedniej wartości

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

7/16

Przeglądanie haszów - według par kluczy i wartości

1

my

% s ł o w n i k = (

s z a f a = >

" r z e c z o w n i k "

, w i e l k i = >

" p r z y m i o t n i k "

,

m r u g a c = >

" c z a s o w n i k "

, k r o t k o = >

" p r z y s l o w e k "

,

);

5

w h i l e

(

my

( $wyraz , $ c z e s c _ m o w y ) =

e a c h

% s ł o w n i k ) {

p r i n t

" W y r a z $ w y r a z to $ c z e s c _ m o w y \ n "

;

}

I

Funkcja each w kontekście listowym dla podanego hasza
zwraca parę klucz-wartość (czyli listę dwuelementową)

I

Przy każdym wywołaniu each zwraca kolejną parę, aż
zabraknie par w haszu

I

W kontekście skalarnym zwraca jedynie kolejne klucze

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

8/16

Usuwanie elementów z hasza

1

my

% h a s z = ( k l u c z 1 = > 1 , k l u c z 2 = > 2 , k l u c z 3 = > 3);

# my % h a s z = (" k l u c z " , 1 , " k l u c z 2 " , 2 , " k l u c z 3 " , 3);

my

$ s k a l a r 1 =

d e l e t e

$ h a s z { k l u c z 1 };

5

# $ s k a l a r 1 r ó w n y 1

my

$ s k a l a r 2 =

d e l e t e

@ h a s h {

qw

( k l u c z 1 k l u c z 2 )};

# s k a l a r 2 r ó w n y 2

10

@ t a b l i c a =

d e l e t e

@ h a s h {

qw

( k l u c z 1 k l u c z 2 k l u c z 3 )};

# @ t a b l i c a r ó w n a ( undef , undef , 3)

I

Funkcja wbudowana delete usuwa podane elementy z hasza

I

W kontekście skalarnym zwraca ostatni usunięty element lub
undef jeśli element nie istnieje

I

W kontekście listowym zwraca listę wszystkich usuniętych
elementów, w tym undef, jeśli jakiś z elementów nie istnieje

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

9/16

Sprawdzanie czy element istnieje w haszu

1

my

% m i t y = (

y e t i = > 0 ,
g w i a z d o r = >

" "

,

w i l k o l a k = >

u n d e f

5

);

c h o m p

(

my

$ t e s t = < STDIN >);

if

(

e x i s t s

( $ m i t y { $ t e s t })) {

p r i n t

" $ t e s t i s t n i e j e , w a r t o ś ć ’ $ m i t y { $ t e s t } ’\ n "

;

10

}

e l s e

{

p r i n t

" $ t e s t nie i s t n i e j e \ n "

;

}

I

Funkcja exists sprawdza, czy dany element istnieje w haszu

I

Istnienie takiej funkcji jest konieczne, ponieważ wartość
skojarzona z danym kluczem może być logicznym fałszem

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

10/16

Hasze - podsumowanie

I

Hasze to struktury podobne do list, które mają zawsze
parzystą liczbę elementów (możemy zapisywać tablice do
haszów i hasze do tablic)

I

Hasze można traktować jak zbiory par klucz-wartość (zbiór
par uporządkowanych, relacja)

I

Elementy haszów nie są uporządkowane (tak jak zbiór)

I

Klucze haszy nie mogą się powtarzać, próba dodania pary
klucz-wartość dla istniejące klucza spowodują nadpisanie
poprzedniej wartości (relacja lewostronnie jednoznaczna)

I

Operator => jest synonimem przecinka , (operator listowy),
dodatkowo wymusza po lewej stronie kontekst łańcuchowy
(nawet gdy klucz jest liczbą!)

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

11/16

Sortowanie tablic

Jeśli chcemy uporządkować tablicę według jakiegoś określonego
porządku korzystamy z funkcji sort

1

@ l i s t a _ o b e c n o s c i =

qw

( Z e n o n W l a d e k A n t e k M i r e k E d e k );

p r i n t j o i n

(

" \ n "

,

s o r t

@ l i s t a _ o b e c n o s c i ).

" \ n "

;

Sortowanie działa też na liczbach

1

@ l i c z b y = (4 ,7 ,13 ,9 ,5 ,2 ,10 ,7);

p r i n t j o i n

(

" , "

,

s o r t

@ l i c z b y ).

" \ n "

;

Ale może działać dziwnie dla wartości mieszanych

1

@ m i e s z a n e = (4 ,

" A n t e k "

,13 ,9 ,

" Z e n o n "

,2 ,10 ,

" M i r e k "

);

p r i n t j o i n

(

" , "

,

s o r t

@ m i e s z a n e ).

" \ n "

;

Według jakiego porządku została posortowana ostatnia lista?

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

12/16

Sortowanie tablic - ciąg dalszy

Funkcja sort może działać według dowolnych porządków

1

@ m i e s z a n e = (4 ,

" A n t e k "

,13 ,9 ,

" Z e n o n "

,2 ,10 ,

" M i r e k "

);

p r i n t j o i n

(

" , "

,

s o r t

{

$a <= > $b or $a cmp $b

} @ m i e s z a n e ).

" \ n "

;

Kto potrafi wytłumaczyć, dlaczego taki zapis porządkuje w
obserwowany sposób?
Wskazówka: Operator logiczny or nie sprawdza wyrażenia po jego
prawej stronie, gdy wyrażenie po lewej stronie jest prawdziwe

I

Zmienne $a i $b reprezentują dwie porównywane wartości
sortowanej listy

I

Określając sposoby porównywania, określamy porządki
sortowania

I

Sortowanie, gdzie liczby poprzedzają łańcuchy jest trudniejsze

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

13/16

Inne sortowania

1

@ l i s t a =

qw

( W a l d e k Z e n e k t o r t T o m e k O l g a Ala w o r e k );

p r i n t j o i n

(

" , "

,

s o r t

@ l i s t a ).

" \ n "

;

p r i n t j o i n

(

" , "

,

s o r t

{

lc

( $a ) cmp

lc

( $b )} @ l i s t a ).

" \ n "

;

5

p r i n t j o i n

(

" , "

,

s o r t

{

lc

( $b ) cmp

lc

( $a )} @ l i s t a ).

" \ n "

;

@ r e v l i s t a =

r e v e r s e s o r t

{

lc

( $a ) cmp

lc

( $b )} @ l i s t a ;

p r i n t j o i n

(

" , "

, @ r e v l i s t a ).

" \ n "

;

10

p r i n t j o i n

(

" , "

,

s o r t

{

l e n g t h

( $a ) <= >

l e n g t h

( $b ) or $a cmp $b

} @ l i s t a ).

" \ n "

;

p r i n t j o i n

(

" , "

,

s o r t

{

15

r e v e r s e

( $a ) cmp

r e v e r s e

( $b )

} @ l i s t a ).

" \ n "

;

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

14/16

Sortowanie a hasze

1

my

% h a s z = (

" Ala "

= >

" i m i e "

,

" p i e s "

= >

" z w i e r z e "

,

" L o n d y n "

= >

" m i a s t o "

,

" a r b u z "

= >

" o w o c "

,

);

5

f o r e a c h

$ k l u c z (

s o r t

{

lc

( $a ) cmp

lc

( $b ) }

k e y s

% h a s z ){

p r i n t

" $ k l u c z = > $ h a s z { $ k l u c z }\ n "

}

f o r e a c h

$ k l u c z (

10

s o r t

{ $ h a s z { $a } cmp $ h a s z { $b }}

k e y s

% h a s z ){

p r i n t

" $ k l u c z = > $ h a s z { $ k l u c z }\ n "

}

I

Za pomocą funkcji sort oraz np. keys możemy sobie sami
określić porządek w haszu

I

W bloku określającym porządek można również korzystać z
przetwarzanej tablicy haszującej (np. pobierając wartość dla
danego klucza)

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

15/16

Podsumowanie

I

Hasze to jeden z najważniejszych mechanizmów w Perlu

I

Bardzo wiele zadań programistycznych można rozwiązać w
elegancki sposób za pomocą haszy (zadania domowe)

I

Poznaliśmy kilka funkcyjnych sposobów przetwarzania list i
haszów (wejściem do funkcji jest lista, wyjściem lista
przetworzona)

I

Między innymi dzięki tym funkcjom składnia Perla jest taka
zwięzła

I

Zadania wykonywane przez te funkcje zajęłyby kilka wierszy
każdym tradycyjnym języku programowania

Marcin Junczys-Dowmunt

Programowanie 2

16/16