关键词和映射
在Elixir中,我们有两个主要的联想数据结构:关键词列表和映射。让我们开始学习它们吧!
关键词列表
在许多函数式编程语言中,经常用到一个由2值元组组成的列表,来表示一个联想数据结构。在Elixir中,当我们拥有一个由元组组成的列表,且元组第一个元素(键)是一个原子,那么我们称其为关键词列表:
[a: 1, b: 2]
iex> list == [a: 1, b: 2]
true
iex> list[:a]
1
如你所见,Elixir支持用一种特殊语法来定义此类列表,它们实际上是元组列表的映射。由于它们也是列表,所以支持任何对列表的操作。例如,我们可以使用++
来向关键词列表中添加新值:
iex> list ++ [c: 3]
[a: 1, b: 2, c: 3]
iex> [a: 0] ++ list
[a: 0, a: 1, b: 2]
注意往列表前添加的值会先被检索到:
iex> new_list = [a: 0] ++ list
[a: 0, a: 1, b: 2]
iex> new_list[:a]
0
关键词列表有三个重要特点:
- 键必须是原子
- 键的顺序是由开发者指定的
- 键可以被多次使用
例如,Ecto库利用这些特性提供了一个优雅的DSL用于书写数据库提问:
query = from w in Weather,
where: w.prcp > 0,
where: w.temp < 20,
select: w
这些特性使得关键词列表成为了Elixir中向函数传递设置的默认机制。在第五章,但我们讨论宏if/2
时,我们提到了下列语法:
do:
和end:
组合都是关键词列表!事实上,上述调用等同于:
iex> if(false, [do: :this, else: :that])
:that
通常,当关键词列表是函数的最后一个参数时,方括号可以省略。
尽管我们可以对关键词列表进行模式匹配,但在实际中很少用到,因为它要求列表中的元素个数和顺序都要匹配:
[a: 1]
iex> a
1
iex> [a: a] = [a: 1, b: 2]
iex> [b: b, a: a] = [a: 1, b: 2]
** (MatchError) no match of right hand side value: [a: 1, b: 2]
映射
当你需要存储键值对的时候,映射就是Elixir中最合适的数据结构。使用%{}
语法创建一个映射:
iex> map = %{:a => 1, 2 => :b}
%{2 => :b, :a => 1}
iex> map[:a]
1
iex> map[2]
:b
iex> map[:c]
nil
与关键词列表相比较,我们能发现两个不同点:
- 映射允许使用任何值作为键
- 映射的键是无序的
与关键词列表相反,映射非常适合模式匹配。只需要左边是右边的子集就能够匹配:
iex> %{} = %{:a => 1, 2 => :b}
%{2 => :b, :a => 1}
iex> %{:a => a} = %{:a => 1, 2 => :b}
%{2 => :b, :a => 1}
iex> a
1
iex> %{:c => c} = %{:a => 1, 2 => :b}
** (MatchError) no match of right hand side value: %{2 => :b, :a => 1}
如上所示,一个映射只需要它的键在给定的映射中存在就能匹配。因此,空映射匹配任何映射。
在访问,匹配,添加映射键时可以使用变量:
Map
模块提供了一个与Keyword
非常相似的API,包含了一系列方便操作映射的函数:
iex> Map.get(%{:a => 1, 2 => :b}, :a)
iex> Map.to_list(%{:a => 1, 2 => :b})
[{2, :b}, {:a, 1}]
当映射中所有键都是原子时,你可以简写成关键词形式:
iex> map = %{a: 1, b: 2}
%{a: 1, b: 2}
另一个有趣的特性是,映射有着独特的语法用于访问和更新原子键:
iex> map = %{:a => 1, 2 => :b}
%{2 => :b, :a => 1}
1
iex> map.c
** (KeyError) key :c not found in: %{2 => :b, :a => 1}
iex> %{map | :a => 2}
%{2 => :b, :a => 2}
iex> %{map | :c => 3}
** (KeyError) key :c not found in: %{2 => :b, :a => 1}
Elixir开发者通常偏好使用map.field
格式以及模式匹配,而非Map
模块中的函数,因为前者具有一种目的明确的编程风格。这篇文章提供了观点和例子,关于如何在Elixir中通过编写目的明确的代码来获得更简洁快速的软件。
嵌套数据结构
我们经常会用到映射中的映射,或者映射中的关键词列表等等。Elixir在保持语言的不变特性的同时,提供了一系列你在命令语言中能找到的如put_in/2
,update_in/2
之类的宏来方便处理嵌套数据结构。
想象一下你拥有如下的结构:
iex> users = [
john: %{name: "John", age: 27, languages: ["Erlang", "Ruby", "Elixir"]},
mary: %{name: "Mary", age: 29, languages: ["Elixir", "F#", "Clojure"]}
]
[john: %{age: 27, languages: ["Erlang", "Ruby", "Elixir"], name: "John"},
mary: %{age: 29, languages: ["Elixir", "F#", "Clojure"], name: "Mary"}]
我们拥有一个关于用户的关键词列表,每个值是一个映射,该映射包含了名字,年龄以及一个关于每人喜爱的编程语言的列表。如果我们想访问john的年龄,我们需要写:
iex> users[:john].age
27
我们也可以用这种格式来更新值:
宏update_in/2
也是类似,但允许我们传递一个函数来控制值的变化。例如,让我们从Mary的语言列表中删除“Clojure”:
iex> users = update_in users[:mary].languages, &List.delete(&1, "Clojure")
[john: %{age: 31, languages: ["Erlang", "Ruby", "Elixir"], name: "John"},
关于put_in/2
和update_in/2
还有很多要学习的,包括能让我们获取一个值的同时更新数据结构的get_and_update_in/2
。还有能动态访问数据结构的put_in/3
,update_in/3
以及。进入Kernel
模块中它们各自的文档获取更多信息。
总结一下Elixir中的联想数据结构。你会发理解了关键词列表和映射,你总能使用正确的工具来处理Elixir中需要用到联想数据结构的问题。