elixir 入门笔记

安装

MAC 平台用 brew 安装

brew update
brew install elixir

如果没有 erlang 环境，上面的命令会自定安装 erlang 的环境。

基本数据类型

iex> 1          # integer
iex> 0x1F       # integer
iex> 1.0        # float
iex> true       # boolean
iex> :atom      # atom / symbol
iex> "elixir"   # string
iex> [1, 2, 3]  # list
iex> {1, 2, 3}  # tuple

数学运算

iex> 1 / 2
1 / 2
0.5

/ 总是返回浮点数，如果需要整数运算，使用 div 和 rem 函数

iex> div(1, 2)
div(1, 2)
0
iex> rem(1, 2)
rem(1, 2)
1

二进制，八进制，十六进制表示方式

iex> 0b10000
0b10000
16
iex> 0o20
0o20
16
iex> 0x10
0x10
16

原子

原子是一种常量，变量名就是它的值。有2种写法：

1. :原子名
2. :"原子名"

列表

1. 列表中可以包含任意数据类型

   iex> [1, 1.2, true, "hello"]
   [1, 1.2, true, "hello"]
   [1, 1.2, true, "hello"]

2. 列表可以通过 ++/– 来拼接

   iex> [1, 2, true] ++ [1, 3, false]
   [1, 2, true] ++ [1, 3, false]
   [1, 2, true, 1, 3, false]
   
   iex> [1, 2, true, 2, false] -- [1, 3, false, 2]
   [1, 2, true, 2, false] -- [1, 3, false, 2]
   [true, 2]

3. 可以通过 hd/1 tl/1 函数来获取头部和头部以外的部分

   iex> hd([1, 2, true])
   hd([1, 2, true])
   1
   
   iex> tl([1, 2, true])
   tl([1, 2, true])
   [2, true]

4. 对一个空列表执行 hd/1 和 tl/1 会报错

   iex> hd([])
   hd([])
   ** (ArgumentError) argument error
       :erlang.hd([])
   
   iex> tl([])
   tl([])
   ** (ArgumentError) argument error
       :erlang.tl([])

列表和元组区别

1. 列表是以链表形式在内存存储的，元组是在内存中连续存储的。
2. 列表前置拼接操作很快，后置拼接操作慢
   后置拼接时修改了原列表的最后一个元素，所以会重建整个列表
3. 函数的返回值一般用元组来保存

字符串和字符列表

1. 双引号包裹的是字符串: 字符串中存储的是 byte
2. 单引号包裹的是字符列表: 字符列表中存储的是每个字符的 codepoint

基本运算符

1. 算术运算 + - * / div/2 rem/2
2. 列表拼接 ++ –

3. 字符串拼接 <>

   iex> "foo" <> "bar"
   "foo" <> "bar"
   "foobar"

4. 布尔运算符

   • or and not 这3个运算符只接受布尔值作为第一个参数

     iex> true or 1
     true or 1
     true
     
     iex> 1 or true
     1 or true
     ** (ArgumentError) argument error: 1

   • || && ! 这3个运算符可以接受非布尔值作为第一个参数

     iex> 1 || true
     1 || true
     1
     
     iex> true || 1
     true || 1
     true

5. 比较运算符
   = ! = !== <= >= < >

   • = ! 和 = !== 相比，后者的检查更加严格

     iex> 1 == 1.0
     1 == 1.0
     true
     
     iex> 1 === 1.0
     1 === 1.0
     false
     
     iex> 1 != 1.0
     1 != 1.0
     false
     
     iex> 1 !== 1.0
     1 !== 1.0
     true

   • 不同数据类型之间也可以比较大小

     iex> 1 < "hello"
     1 < "hello"
     true
     
     iex> 1 > "hello"
     1 > "hello"
     false
     
     iex> 1 < [1, 2]
     1 < [1, 2]
     true
     
     iex> "hello" < [1, 2]
     "hello" < [1, 2]
     false

     不同数据类型之间的默认的顺序如下：

     number < atom < reference < functions < port < pid < tuple < maps < list < bitstring

模式匹配

1. elixir 中 = 是模式匹配运算符

2. 可以给list 的 head 和 tail 赋值

   iex> [h|t]=[1,2,3]
   [1, 2, 3]
   iex> h
   1
   iex> t
   [2, 3]

控制语句

case

iex> case {1, 2, 3} do
...>   {4, 5, 6} ->
...>     "This clause won't match"
...>   {1, x, 3} ->
...>     "This clause will match and bind x to 2 in this clause"
...>   _ ->
...>     "This clause would match any value"
...> end

case的条件中可以加入判断的表达式，比如下面的 (when x > 0)

iex> case {1, 2, 3} do
...>   {1, x, 3} when x > 0 ->
...>     "Will match"
...>   _ ->
...>     "Won't match"
...> end

cond

iex> cond do
...>   2 + 2 == 5 ->
...>     "This will not be true"
...>   2 * 2 == 3 ->
...>     "Nor this"
...>   1 + 1 == 2 ->
...>     "But this will"
...>   3 + 3 == 6 ->
...>     "But this will too"
...> end
"But this will"

只会执行第一个匹配上的分支

if/unless

iex> if nil do
...>   "This won't be seen"
...> else
...>   "This will"
...> end
"This will"

unless 和 if 相反，条件为false时才执行

iex> unless true do
...>   "This won't be seen"
...> else
...>   "This will"
...> end
"This will"

do

do 语句快有2种写法：

iex> if true do
...> "this is true"
...> else
...> "this is false"
...> end

OR

iex> if true, do: ("this is true"), else: ("this is false")

键值列表-图-字典

键值列表

iex> l = [{:a, 1},{:b, 2}]
[a: 1, b: 2]
iex> l[:a]
1

iex> l[:b]
2

键值列表还有另一种定义方式：(注意 a: 和 1 之间必须有个空格)

iex> l = [a: 1, b: 2]
[a: 1, b: 2]

键值列表2个特点：

1. 有序
2. key 可以重复，重复时，优先取排在前面的key

iex> l = [a: 3] ++ l;
[a: 3, a: 1, b: 2]
iex> l
[a: 3, a: 1, b: 2]
iex> l[:a]
3

图

图的2个特点：

1. 图中的key是无序的
2. 图的key可以是任意类型

iex> map = %{:a => 1, 2 => :b}
%{2 => :b, :a => 1}

图匹配时，只要 = 右边包含左边的值就能匹配上

iex> %{} = %{:a => 1, 2 => :b}
%{2 => :b, :a => 1}

iex> %{:a => 1, 2 => :b} = %{}
    ** (MatchError) no match of right hand side value: %{}

iex> %{:a => 1} = %{:a => 1, 2 => :b}
%{2 => :b, :a => 1}

iex> %{:a => 1, :c => 2} = %{:a => 1, 2 => :b}
   ** (MatchError) no match of right hand side value: %{2 => :b, :a => 1}

修改图中的值可以用以下的方式：

iex> %{map | 2 => :c}
%{2 => :c, :a => 1}

字典

以上的 键值列表 和 图 都是 字典 ，它们都实现了 Dict 接口。
此模块现在已经 deprecated

模块和函数定义

模块和函数定义方式

defmodule Math do
  def sum(a, b) do
    do_sum(a, b)
  end

  defp do_sum(a, b) do
    a + b
  end
end

Math.sum(1, 2)    #=> 3
Math.do_sum(1, 2) #=> ** (UndefinedFunctionError)

函数中的卫兵表达式

defmodule Math do
  def zero?(0) do
    true
  end

  def zero?(x) when is_number(x) do
    false
  end
end

Math.zero?(0)  #=> true
Math.zero?(1)  #=> false

Math.zero?([1,2,3])
#=> ** (FunctionClauseError)

默认参数

defmodule Concat do
  def join(a, b, sep \\ " ") do
    a <> sep <> b
  end
end

IO.puts Concat.join("Hello", "world")      #=> Hello world
IO.puts Concat.join("Hello", "world", "_") #=> Hello_world

枚举类型和流

枚举类型

枚举类型提供了大量函数来对列表进行操作

iex> Enum.sum([1,2,3])
6
iex> Enum.map(1..3, fn x -> x * 2 end)
[2, 4, 6]
iex> Enum.reduce(1..3, 0, &+/2)
6
iex> Enum.filter(1..3, &(rem(&1, 2) != 0))
[1, 3]

枚举操作都是积极的，比如如下的操作：

iex> odd? = &(rem(&1, 2) != 0)
#Function<6.54118792/1 in :erl_eval.expr/5>

iex> 1..100_000 |> Enum.map(&(&1 * 3)) |> Enum.filter(odd?) |> Enum.sum
7500000000

以上每步的操作(Enum.map, Enum.filter)都会产生一个新的列表，这就是 积极 的意思。

流

和上面的枚举类型对应，流的处理是 懒惰 的，比如：

iex> 1..100_000 |> Stream.map(&(&1 * 3)) |> Stream.filter(odd?) |> Enum.sum
7500000000

表面上看，和枚举类型的处理一样，而实际上，流先创建了一系列的计算操作。然后仅当我们把它传递给Enum模块，它才会被调用。

iex> stream = 1..100_000 |> Stream.map(&(&1 * 3)) |> Stream.filter(odd?)
#Stream<[enum: 1..100000,
 funs: [#Function<23.27730995/1 in Stream.map/2>,
  #Function<8.27730995/1 in Stream.filter/2>]]>
iex> Enum.sum(stream)   <== 这里才开始执行
7500000000

进程

elixir中进程都是轻量级的，所以使用时不用太在意进程的数目。

1. 派生的进程执行完自动结束自己

   iex> pid = spawn fn -> 1 + 2 end
   #PID<0.62.0>
   iex> Process.alive?(pid)
   false

2. 发送和接收消息
   下面示例中是给自己发送了一条消息，可以通过 flush/1 函数刷新消息，刷新一次之后就

   iex> send self(), {:hello, "world"}
   {:hello, "world"}
   iex> flush
   {:hello, "world"}
   :ok
   iex> flush
   :ok

   也可以通过 receive/1 函数来接收

   iex> send self(), {:hello, "world"}
   {:hello, "world"}
   iex> receive do
   ...> {:hi, msg} -> msg
   ...> {:hello, msg} -> msg
   ...> end
   "world"

   receive/1 函数收不到消息会阻塞，可以给它设置一个超时时间

   iex> receive do
   ...> {:hello, msg} -> msg
   ...> after
   ...> 3000 -> "timeout"
   ...> end
   "timeout"

3. 进程间的连接
   进程B连接进程A之后，进程A出现异常，进程B就能捕获，这样进程B就能处理进程A的异常
   进程连接的方式很简单，就是 spawn_link/1 函数

   iex> spawn fn -> raise "oops" end
   #PID<0.76.0>
   
   15: 18:22.804 [error] Process #PID<0.76.0> raised an exception
   ** (RuntimeError) oops
   :erlang.apply/2
   
   iex> spawn_link fn -> raise "oops" end
   ** (EXIT from #PID<0.73.0>) an exception was raised:
   ** (RuntimeError) oops
   :erlang.apply/2
   
   15: 18:31.533 [error] Process #PID<0.78.0> raised an exception
    ** (RuntimeError) oops
    :erlang.apply/2

   关注 Process模块 模块，里面提供了进程操作的函数

4. 进程中保存状态的方法：

   defmodule KV do
     def start do
       {:ok, spawn_link(fn -> loop(%{}) end)}
     end
   
     defp loop(map) do
       receive do
         {:get, key, caller} ->
           send caller, Map.get(map, key)
           loop(map)
         {:put, key, value} ->
           loop(Map.put(map, key, value))
       end
     end
   end

   iex> send pid, {:put, :hello, :world}
   #PID<0.62.0>
   iex> send pid, {:get, :hello, self()}
   {:get, :hello, #PID<0.41.0>}
   iex> flush
   :world

   实际使用时，可以用 Agent 模块 来简化上面的操作。

模块属性

elixir中模块的属性主要有3个作用：

1. 作为一个模块的注释，通常附加上用户或虚拟机用到的信息
2. 作为常量
3. 在编译时作为一个临时的模块存储

注释

注释时，一些常用的模块属性如下：

名称	含义
@moduledoc	为当前模块提供文档
@doc	为该属性后面的函数或宏提供文档
@behaviour	（注意这个单词是英式拼法）用来注明一个OTP或用户自定义行为
@before\_compile	提供一个每当模块被编译之前执行的钩子。这使得我们可以在模块被编译之前往里面注入函数。

常量

作为常量：

defmodule MyServer do
  @my_data 14
  def first_data, do: @my_data
  @my_data 13
  def second_data, do: @my_data
end

测试方法：

iex> MyServer.first_data
14

iex> MyServer.second_data
13

临时存储

模块中的变量只在编译时存在，所以用做临时存储，存储一些只在编译时使用的变量。
示例：

defmodule MyServer do
  @my_data 14
  def first_data, do: @my_data
  @my_data 13
  def second_data, do: @my_data
end

iex> MyServer.first_data #=> 14
iex> MyServer.second_data #=> 13

结构体

1. 定义

   defmodule User do
     defstruct name: "harry", age: 32
   end

2. 使用方式

   iex> j = %User{}
   %User{age: 32, name: "harry"}
   
   iex> j.name
   "harry"
   
   iex> j[:name]
   ** (UndefinedFunctionError) undefined function User.fetch/2
                User.fetch(%User{age: 32, name: "harry"}, :name)
       (elixir) lib/access.ex:77: Access.get/3
   
   iex> j.__struct__
   User

协议

协议类似于其他语言中的接口，谁实现了协议，谁就可以使用协议，
比如下面的例子，Integer 和 User 结构体实现了协议，就可以使用协议中的方法。

defmodule User do
  defstruct name: "harry", age: 32
end

defprotocol Enough do
  def enough?(data)
end

defimpl Enough, for: Integer do
  def enough?(data) do
    if data > 0 do
      true
    else
      false
    end
  end
end

defimpl Enough, for: User do
  def enough?(data) do
    if data.age > 18 do
      true
    else
      false
    end
  end
end

使用示例：

iex> Enough.enough?(11)
true
iex> Enough.enough?(0)
false

iex> u = %User{}
%User{age: 32, name: "harry"}
iex> Enough.enough?(u)
true

iex> u = %{u|age: 10}
%User{age: 10, name: "harry"}
iex> Enough.enough?(u)
false

iex> Enough.enough?("string")
 ** (Protocol.UndefinedError) protocol Enough not implemented for "string"
    iex:3: Enough.impl_for!/1
    iex:4: Enough.enough?/1

上面的 string 类型没有实现协议，所以不能使用。
我们在实际使用中也不会对没种类型都实现协议，为了避免出现异常，可以设置协议对所有类型的默认实现

defprotocol Enough do
  @fallback_to_any true
  def enough?(data)
end

defimpl Enough, for: Any do
  def enough?(_), do: false
end

这样以后，如下使用就不会报错了

iex> Enough.enough?("string")
false

异常处理

自定义异常

自定义异常使用 defexception/1 函数，

iex> h(defexception)
The most common way to raise an exception is via raise/2:

┃ defmodule MyAppError do
┃   defexception [:message]
┃ end
┃
┃ value = [:hello]
┃
┃ raise MyAppError,
┃   message: "did not get what was expected, got: #{inspect value}"

In many cases it is more convenient to pass the expected value to raise/2 and
generate the message in the exception/1 callback:

┃ defmodule MyAppError do
┃   defexception [:message]
┃
┃   def exception(value) do
┃     msg = "did not get what was expected, got: #{inspect value}"
┃     %MyAppError{message: msg}
┃   end
┃ end
┃
┃ raise MyAppError, value

The example above shows the preferred strategy for customizing exception
messages.

异常的使用

elixir 虽然提供了 try/catch/rescue/after 的结构，但是尽量不要使用这种结构，使用这种异常处理方式，会影响现有程序的处理流程。
elixir 的很多函数都会返回错误信号，通过信号来处理错误是推荐的方式（类似golang的错误处理），比如如下示例：

iex> case File.read "hello" do
...>   {:ok, body} -> IO.puts "got ok"
...>   {:error, body} -> IO.puts "got error"
...> end

列表速构

速构的意思也就是从一个列表方便的生成另一个列表。

1. 生成器

   iex> l = for n <- [1, 2, 4], do: n*n
   [1, 4, 16]
   iex> l
   [1, 4, 16]

2. 过滤器

   iex> require Integer
   
   iex> for n <- 1..4, Integer.is_odd(n), do: n*n
   [1, 9]

3. 二进制转化为元组

   iex> pixels = <<213, 45, 132, 64, 76, 32, 76, 0, 0, 234, 32, 15>>
   <<213, 45, 132, 64, 76, 32, 76, 0, 0, 234, 32, 15>>
   
   iex> for <<r::8, g::8, b::8 <- pixels>>, do: {r, g, b}
   [{213, 45, 132}, {64, 76, 32}, {76, 0, 0}, {234, 32, 15}]

4. into

   • 删除空格

     iex> for <<c <- " hello world ">>, c != ?\s, into: "", do: <<c>>
     "helloworld"

sigils（魔法印）

sigils 也就是对已有的变量或者常量做一些标记，使之变为其他的东西。
sigils 的目的就是提高 elixir 语言的扩展性。

1. 正则表达式中的使用

   iex> regex = ~r/foo|bar/
   ~r/foo|bar/
   
   iex> "foo" =~ regex
   true
   
   iex> "bat" =~ regex
   false

2. 表示字符串，字符以及列表的示例

   iex> ~s(this is a string with "quotes")
   "this is a string with \"quotes\""

   iex> ~c(this is a string with "quotes")
   'this is a string with "quotes"'

   iex> ~w(foo bar bat)
   ["foo", "bar", "bat"]

   ~w 还可以加入其他的修饰符（比如：c, s, a 分别代表字符列表，字符串，原子）

   iex> ~w(foo bar bat)a
   [:foo, :bar, :bat]

3. 自定义 sigils

   iex> defmodule MySigils do
   ...> def sigil_i(string, []), do: string <> "add_sigil"
   ...> end
   
   iex> import MySigils
   iex> ~i("123")