perl---(数组和哈希)引用

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： 

        Chicago, USA 
        Frankfurt, Germany 
        Berlin, Germany 
        Washington, USA 
        Helsinki, Finland 
        New York, USA 
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： 

        Finland: Helsinki. 
        Germany: Berlin, Frankfurt. 
        USA:  Chicago, New York, Washington. 

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。 



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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。  



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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。 



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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 | Berlin | 
        |       |   |   +-----------+--------+ 
        +-------+---+ 
        |       |   |   +----------+ 
        |Finland| *---->| Helsinki | 
        |       |   |   +----------+ 
        +-------+---+ 
        |       |   |   +---------+------------+----------+ 
        |  USA  | *---->| Chicago | Washington | New York | 
        |       |   |   +---------+------------+----------+ 
        +-------+---+ 
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。 



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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(0x80f5dec)   or    HASH(0x826afc0) 
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。 



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摘要 
每个人都需要复合的数据结构，在Perl中我们的办法是通过'引用'来实现。这里有四个重要的操作'引用'的规则：两个用于创建'引用'，另外两个用于使用'引用'。 一旦掌握了这些规则，你可以用'引用'来处理很多重要的事情。 



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感谢 
作者: Mark Jason Dominus, Plover Systems ([email protected]) 

这篇文章最初出现在 The Perl Journal ( http://www.tpj.com/ ) volume 3, #2. 同意再版. 

原来的标题是 Understand References Today. 


发布要求 
Copyright 1998 The Perl Journal. 

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 perlreftut - Mark's very short tutorial about references

 

 

出自：http://www.chinaunix.net/jh/25/504623.html