一生醉生忘死，就让他继续下去吧！
分类：
2009-11-27 15:43:22
谁需要复杂的数据结构?
始终伴随着Perl 4的一个问题是怎么样来描述一个值是列表的哈希表。Perl 4 有哈希但是它的值必须是标量，不能是列表。
你为什么需要一个列表的哈希结构呢？让我们来看一个简单的例子：你有一个包含城市和国家名称的文件，如下：
你想按照下面的格式输出，每一个国家出现一次，然后是一个按照字母顺序的该国家内城市的列表，如下：
一个很自然的解决方法是将国家的名称设置为一个哈希结构的键，和国家名称对应的健值是这些国家内的城市的一个数组。 每一次，你读取一行输入，将其分成国家和城市两个数据。查看'国家名称'的键所对应的城市列表，然后把新的城市加入那个列表中。当你完成了整个输入，然后将整个哈希中每个健对应的健值－城市名的列表作一个排序，然后打印出来。
如果哈希值不能是列表，你就无法完成工作了。在Perl 4中，哈希的值不能是列表。它们只能是字符串。所以你必须把所有的城市名合并成一个字符串。当需要输出时，你再把这个字符串分拆成一个列表，然后对列表排序，最后将列表中的数据转成字符串输出。这样做非常烦琐并容易出错。而且让人沮丧的是，Perl已经拥有的优秀的列表功能无法使用了。
--------------------------------------------------------------------------------
解决方法
当Perl进化到Perl 5时，我们必须考虑到哈希原来的设计:哈希的键值必须是标量。解决办法就是采用'引用'。
一个'引用'就是一个指向一个完整列表或完整哈希(或指向其他的东西，比如函数)的标量值。名字就是你比较熟悉的一种'引用'。 考虑一下美国的总统：一包杂乱的血肉。但是当我们谈到它，或者需要在计算机程序中描述它，你需要的只是一个简单的标量'George Bush'。
Perl中的'引用'就像列表和哈希的名字。它们是Perl中私有的，内部的名字，所以你可以确信它们是明确的，不像'George Bush', 一个'引用'只指向一个东西。你总是可以知道它指向什么。如果你有一个指向数组的'引用'，你可以从它恢复出整个数组。如果你有一个指向哈希的'引用'，你可以根据它恢复出整个哈希。但是这个'引用'仍旧是一个简单、紧凑的标量。
你不能使用一个健值是数组的哈希；哈希的健值必须是标量。我们被这个束缚住了。但是一个简单的'引用'能指向一个完整的数组，'引用'是标量，所以你可以使用指向数组的'引用'组成的哈希，它就像一个数组的哈希一样，和数据的哈希一样有用。
稍后我们会再回到这个‘城市－国家’的问题来。我们先来看一些操作'引用'的语法。
--------------------------------------------------------------------------------
语法
创建'引用'仅有两种方法，使用它也是两种。
创建引用
创建规则 1
如果你在一个变量前加一个'\'号，你就得到了这个变量的'引用'。
$aref = \@array; # $aref 保存着指向@array的'引用'
$href = \%hash; # $href 保存着指向%hash的'引用'
当你把'引用'保存在类似 $aref 或 $href的变量中，你就可以象操作其他标量一样copy或保存它。
$xy = $aref; # $xy 现在保存了指向 @array 的'引用'
$p[3] = $href; # $p[3] 现在保存了指向 %hash 的'引用'
$z = $p[3]; # $z 现在保存了指向 %hash 的'引用'
这些例子展示了如何创建命名变量的'引用'，但是有时候，我们创建的数组或哈希没有名字。这个和你使用没有放到变量中去的字符串'\n'或数字'80'类似。
创建规则 2
[ ITEMS ] 创建了一个新的、匿名的数组，并返回一个指向这个数组的'引用'。 { ITEMS } 创建了一个新的、匿名的哈希，并返回那个哈希的一个'引用'。
$aref = [ 1, "foo", undef, 13 ];
# $aref 保存了这个数组的'引用'
$href = { APR =>; 4, AUG =>; 8 };
# $href 保存了这个哈希的'引用'
从规则 2 中得到的'引用'和从规则 1 中得到的'引用'是同一种类型的：
# 这里:
$aref = [ 1, 2, 3 ];
# 和上面一样:
@array = (1, 2, 3);
$aref = \@array;
前面一种方法是后面两行的缩写，除了第一种方法没有创建一个多余的数组变量@array。
如果你只是编写符号 []， 你将得到一个新的、空匿名数组。如果你使用符号 {}，就能得到一个新的、空匿名哈希。
使用引用
当你创建了一个'引用'后，你可以对它做什么操作呢？它是标量，你可以象处理任何标量一样保存和取回它。除此之外，还有两种使用方法：
使用规则 1
你可以始终用一个带有大括号的数组'引用'，来替换一个数组的名字。例如，用 @{$aref} 代替 @array。
下面是一个用法的一些例子:
数组:
@a @{$aref} 一个数组
reverse @a reverse @{$aref} 对一个数组做倒序排序
$a[3] ${$aref}[3] 数组中的一个成员
$a[3] = 17; ${$aref}[3] = 17 对一个成员赋值
上面每行中，两个表达式实现的是同一种功能。左边那个是对数组@a操作，右边那个是对'引用'$aref所指向的数组操作。它们对数组产生相同的作用。
使用哈希的'引用'和数组的'引用'完全一样。
%h %{$href} 一个哈希
keys %h keys %{$href} 从哈希中将键取出来
$h{'red'} ${$href}{'red'} 哈希中的一个成员
$h{'red'} = 17 ${$href}{'red'} = 17 对一个成员赋值
你对一个'引用'无论想做什么，使用规则 1 已经告诉你怎么做了。 你只要象使用常规的数组或哈希一样编写Perl代码，然后把数组或哈希的名字用 {$reference}来替代。‘当我只有一个'引用'时，怎么来遍历整个数组？’你这样写：
for my $element (@array) {
...
}
接着用'引用'替代数组名@array：
for my $element (@{$aref}) {
...
}
‘怎当我只有一个'引用'时，怎么来打印一个哈希的内容？’先写一个打印整个哈希的代码：
for my $key (keys %hash) {
print "$key =>; $hash{$key}\n";
}
然后用'引用'代替那个哈希的名字：
for my $key (keys %{$href}) {
print "$key =>; ${$href}{$key}\n";
}
使用规则 2
使用规则 1 是你真正需要的，因为它告诉了你怎么来处理一个'引用'，而它对几乎任何的'引用'都有效。但是我们通常做的事情只是和数组或哈希中的一个成员有关，使用规则 1 却是很笨重的方法，所以还有简单的方法。
${$aref}[3] 太难阅读，所以我们这样写 $aref->;[3]。
${$href}{red} 写的太笨重, 所以我们这样写 $href->;{red}。
如果 $aref 保存的是一个数组的'引用'，那么 $aref->;[3] 就是这个数组的第四个成员。不要和 $aref[3] 相混淆，这个代表的是一个完全不同的数组的第四个成员，这个迷惑的数组是@aref。 变量 $aref 和 @aref 是完全不相关的，就像 $item 和 @item 一样。
同样的， $href->;{'red'} 是哈希'引用' 的变量$href的一部分，甚至这是一个没有名字的哈希。而$href{'red'} 是另一个容易混淆的命名哈希 %href 的一部分。很容易忘记写上符号' ->;'，如果出现这种情况，当你的程序从一个你不想取数据的数组和哈希中取出了成员，你会得到奇怪的计算结果。
例子
让我们来看一个例子：
首先，记住 [1, 2, 3] 创建了一个匿名数组，包含了 (1, 2, 3)，然后返回一个数组的'引用'。
现在想一下：
@a = ( [1, 2, 3],
[4, 5, 6],
[7, 8, 9]
);
@a 是一个拥有三个成员的数组，每一个成员是另一个数组的'引用'。
$a[1] 是其中的一个'引用'。它指向一个数组，这个数组包含了(4, 5, 6)，因为这是一个数组的'引用'，使用规则 2 告诉我们可以这样写 $a[1]->;[2]，用来取得这个数组的第三个成员。 $a[1]->;[2] 值是6。 同样的，$a[0]->;[1] 值是 2。这里我们就像在使用一个二维数组；你可以是用 $a[ROW]->;[COLUMN] 来取得或设置数组中任何一行任何一列中的成员。
这些符号看起来还是有些麻烦，所以还有更加简单的用法：
箭头符号规则
在两个下标之间的箭头是可选的。
我们可以用这个写法$a[1][2]来代替$a[1]->;[2]；它们是相同的。相对于$a[0]->;[1] = 23，我们这样写$a[0][1] = 23；它们也是相同的。
现在它们看起来真的象二维数组了！
你可以发现为什么箭头这么重要。没有它们，我们必须这样写${$a[1]}[2]，而不是$a[1][2]。对于三维数组，它们使我们可以简单地写成$x[2][3][5]而不是写成难读的${${$x[2]}[3]}[5]方式。
--------------------------------------------------------------------------------
解决办法
下面是前面提出来的问题的解决方法，就是关于城市和国家名称的重新格式化。
1 my %table;
2 while (<> {
3 chomp;
4 my ($city, $country) = split /, /;
5 $table{$country} = [] unless exists $table{$country};
6 push @{$table{$country}}, $city;
7 }
8 foreach $country (sort keys %table) {
9 print "$country: ";
10 my @cities = @{$table{$country}};
11 print join ', ', sort @cities;
12 print ".\n";
13 }
这个程序分成两部分： 第 2--7 行完成数据的输入和数据结构的创建。 第 8-13 行分析这个数据并打印报告。我们设置了一个哈希 %table,它的键是国家名称，它的健值是这个国家名称对应的城市名的数组的'引用'。这个数据结构看起来如下：
%table
+-------+---+
| | | +-----------+--------+
|Germany| *---->;| Frankfurt |
| | | +-----------+--------+
+-------+---+
| | | +----------+
|Finland| *---->;|
| | | +----------+
+-------+---+
| | | +---------+------------+----------+
|
| | | +---------+------------+----------+
+-------+---+
我们先来分析输出部分。假设我们已经拥有了这个结构，那么我们怎么来输出呢？
8 foreach $country (sort keys %table) {
9 print "$country: ";
10 my @cities = @{$table{$country}};
11 print join ', ', sort @cities;
12 print ".\n";
13 }
%table是一个普通的哈希，我们从它这里可以取得一列键，对键进行排序，并遍历所有的键。这里唯一使用'引用'的是第10行。$table{$country} 查看了哈希中的键$country并取得它的值。这个健值是对应国家中的城市数组的'引用'。 使用规则 1 告诉我们可以通过使用 @{$table{$country}}来恢复整个数组。第10行就象
@cities = @array;
不同的是这里的数组的名字被'引用' {$table{$country}}所替代。符号 @ 告诉Perl去获取整个数组。得到了城市的列表后，我们照样对其进行排序，合并城市名，并打印出来。
第2-7行负责创建数据结构，如下：
2 while (<> {
3 chomp;
4 my ($city, $country) = split /, /;
5 $table{$country} = [] unless exists $table{$country};
6 push @{$table{$country}}, $city;
7 }
第 2-4 行获取城市和国家的名称。第5行查看这个国家名称是不是已经作为一个键存放在哈希里面了，如果没有，程序就使用符号[] (创建规则 2)创建一个新的、空的匿名数组，同时把一个指向这个匿名数组的'引用'作为健值放到哈希里面去了。
第6行将城市名放到对应的数组里面。$table{$country} 现在保存了一个'引用'，它指向所对应的国家的城市的数组。第6行就象
push @array, $city;
不同的是这里的数组名被{$table{$country}}所替代。 命令 push 将城市名加到这个'引用'指向数组的最后。
这里有一个要点被我忽略了。第5行是不需要的。我们可以取掉它。
2 while (<> {
3 chomp;
4 my ($city, $country) = split /, /;
5 #### $table{$country} = [] unless exists $table{$country};
6 push @{$table{$country}}, $city;
7 }
如果在哈希 %table 中已经有这个国家名 $country的记录，那么，加不加第5行没有任何区别。第6行会自己定位到$table{$country}这个'引用'指向的数组，把值 $city 放到数组中去。但是如果在%table中没有那个键，比如Greece，那么它会怎么办呢？
这是Perl，它会自己准确地完成工作。你想把一个Athens赋值给一个不存在地数组，那么Perl会帮助你创建一个新的、空的匿名数组，将它放到哈希%table里面去,然后把值 Athens 放到这个数组中。这个被称为'自动生成' --让事物自己自动产生出来。 Perl 发现在哈希里面没有这个键，就自动地创建了一个新的哈希记录。 Perl 发现你想要使用数组作为哈希的健值，它就自动创建一个匿名的空数组，并将指向这个数组的'引用'放到那个哈希中去。一般， Perl 创建的数组只有一个成员大小，用于保存这个新的城市名。
--------------------------------------------------------------------------------
其他集锦
我承诺以10%的细节来使你得到90%的好处，那就意味着我跳过了90%的知识的细节。现在来看一下其中的重要的部分，这个比阅读手册 the perlref manpage 要容易得多，手册讨论了100%的细节。
手册 the perlref manpage中的一些集锦：
你可以对任何东西创建'引用'，包括标量，函数和其他的引用。
在 使用规则 1 中，当大括号里面是一个象$aref这样的标量变量时，你可以省略掉这个大括号。例如， @$aref 和 @{$aref}是一样的，$$aref[1] 和 ${$aref}[1]是一样的。 如果你是初学者，建议你还是养成加上大括号的习惯。
下面的操作不会copy '引用'指向的数组：
$aref2 = $aref1;
你将得到两个'引用'，它们都指向同一个数组。如果你修改了$aref1->;[23]的值，那么你查看变量$aref2->;[23]时，它也相应地变了。
要copy这个数组，你需要这样
$aref2 = [@{$aref1}];
使用符号 [...] 来创建一个新的匿名数组， 而且这个新的数组的'引用'被赋值给了$aref2 。 这个新的数组用'引用'$aref1所指向的数组的内容来初始化。
同样的，要copy一个匿名哈希，你需要这样
$href2 = {%{$href1}};
如果要判断一个变量保存的内容是不是'引用'，使用函数ref 。如果它的参数是'引用'，返回的值是'真'。实际上，它做得更好：如果是一个哈希的引用,它返回'HASH'，如果是一个数组的引用，那么就返回'ARRAY'。
如果你想像字符串一样使用'引用'的话，你得到的字符串就像
ARRAY(0x
如果看到一个像这样的字符串，你应该知道你错误地输出了一个'引用'。
这种显示方式的另一个作用是你可以用eq来比较两个'引用'，看它们是不是指向相同的东西。(你通常可以使用 == 来比较，因为它更会)
你可以像使用'引用'一样来使用一个字符串。如果你使用"foo"作为一个数组的'引用'，它就是指向数组 @foo的一个引用。这被称为'软引用'或‘符号引用 '。 使用申明 use strict 'refs' 可以取消这个功能，如果你不小心使用了它，会导致各种可能的错误。
你可能更喜欢查看 the perllol manpage，而不是手册 the perlref manpage；它详细地讨论了列表的列表和多纬数组。然后，你可以继续学习手册 the perldsc manpage；它是数据结构的Cookbook， 它提供了处理哈希的数组，数组的哈希，以及其他数据结构的方法。
