查看源代码 Funs

map

以下函数 double 将列表中的每个元素加倍

double([H|T]) -> [2*H|double(T)];
double([])    -> [].

因此,输入的参数将按如下方式加倍

> double([1,2,3,4]).
[2,4,6,8]

以下函数 add_one 将列表中的每个元素加一

add_one([H|T]) -> [H+1|add_one(T)];
add_one([])    -> [].

函数 doubleadd_one 具有相似的结构。可以通过编写一个函数 map 来表达这种相似性

map(F, [H|T]) -> [F(H)|map(F, T)];
map(F, [])    -> [].

现在可以用 map 来表示函数 doubleadd_one,如下所示

double(L)  -> map(fun(X) -> 2*X end, L).
add_one(L) -> map(fun(X) -> 1 + X end, L).

map(F, List) 是一个函数,它接受一个函数 F 和一个列表 L 作为参数,并返回一个新的列表,该列表是通过将 F 应用于 L 中的每个元素而获得的。

从多个不同程序中抽象出共同特征的过程称为过程抽象。过程抽象可用于编写多个结构相似但细节略有不同的函数。具体步骤如下

  1. 步骤 1. 编写一个函数来表示这些函数的共同特征。
  2. 步骤 2. 将差异参数化为作为参数传递给公共函数的函数。

foreach

本节演示过程抽象。最初,以下两个示例被编写为传统函数。

此函数将列表的所有元素打印到流中

print_list(Stream, [H|T]) ->
    io:format(Stream, "~p~n", [H]),
    print_list(Stream, T);
print_list(Stream, []) ->
    true.

此函数将消息广播到进程列表

broadcast(Msg, [Pid|Pids]) ->
    Pid ! Msg,
    broadcast(Msg, Pids);
broadcast(_, []) ->
    true.

这两个函数具有相似的结构。它们都迭代列表,并对列表中的每个元素执行某些操作。“某些操作”作为额外的参数传递给执行此操作的函数。

函数 foreach 表示这种相似性

foreach(F, [H|T]) ->
    F(H),
    foreach(F, T);
foreach(F, []) ->
    ok.

使用函数 foreach,函数 print_list 变为

foreach(fun(H) -> io:format(S, "~p~n",[H]) end, L)

使用函数 foreach,函数 broadcast 变为

foreach(fun(Pid) -> Pid ! M end, L)

foreach 的评估是为了它的副作用而不是它的值。foreach(Fun ,L)L 中的每个元素 X 调用 Fun(X),并且处理按照元素在 L 中定义的顺序进行。map 不定义其元素被处理的顺序。

Funs 的语法

Funs 使用以下语法编写(完整描述请参阅Fun 表达式

F = fun (Arg1, Arg2, ... ArgN) ->
        ...
    end

这将创建一个 N 个参数的匿名函数,并将其绑定到变量 F

可以使用以下语法将同一模块中编写的另一个函数 FunctionName 作为参数传递

F = fun FunctionName/Arity

使用这种形式的函数引用,所引用的函数不需要从模块中导出。

也可以使用以下语法引用在不同模块中定义的函数

F = fun Module:FunctionName/Arity

在这种情况下,该函数必须从相关模块中导出。

以下程序说明了创建 fun 的不同方式

-module(fun_test).
-export([t1/0, t2/0]).
-import(lists, [map/2]).

t1() -> map(fun(X) -> 2 * X end, [1,2,3,4,5]).

t2() -> map(fun double/1, [1,2,3,4,5]).

double(X) -> X * 2.

可以使用以下语法评估 fun F

F(Arg1, Arg2, ..., Argn)

要检查一个术语是否是 fun,请在 guard 中使用测试 is_function/1

示例

f(F, Args) when is_function(F) ->
   apply(F, Args);
f(N, _) when is_integer(N) ->
   N.

Funs 是一种不同的类型。BIF erlang:fun_info/1,2 可用于检索有关 fun 的信息,而 BIF erlang:fun_to_list/1 返回 fun 的文本表示。check_process_code/2 BIF 如果进程包含依赖于旧版本模块的 fun,则返回 true

Fun 内的变量绑定

fun 中出现的变量的作用域规则如下

  • fun 的头部中出现的所有变量都被假定为“新的”变量。
  • 在 fun 之前定义的变量,以及在 fun 中的函数调用或 guard 测试中出现的变量,具有它们在 fun 之外的值。
  • 变量不能从 fun 中导出。

以下示例说明了这些规则

print_list(File, List) ->
    {ok, Stream} = file:open(File, write),
    foreach(fun(X) -> io:format(Stream,"~p~n",[X]) end, List),
    file:close(Stream).

这里,在 fun 的头部中定义的变量 X 是一个新变量。在 fun 中使用的变量 Streamfile:open 行获取其值。

由于在 fun 的头部中出现的任何变量都被视为新变量,因此以下写法同样有效

print_list(File, List) ->
    {ok, Stream} = file:open(File, write),
    foreach(fun(File) ->
                io:format(Stream,"~p~n",[File])
            end, List),
    file:close(Stream).

这里,File 被用作新变量,而不是 X。这不是明智之举,因为 fun 主体中的代码无法引用在 fun 之外定义的变量 File。编译此示例会给出以下诊断信息

./FileName.erl:Line: Warning: variable 'File'
      shadowed in 'fun'

这表明在 fun 内部定义的变量 File 与在 fun 外部定义的变量 File 冲突。

将变量导入 fun 的规则导致某些模式匹配操作必须移入 guard 表达式,而不能写在 fun 的头部。例如,如果希望在参数的值为 Y 时评估 F 的第一个子句,则可以编写以下代码

f(...) ->
    Y = ...
    map(fun(X) when X == Y ->
             ;
           (_) ->
             ...
        end, ...)
    ...

而不是编写以下代码

f(...) ->
    Y = ...
    map(fun(Y) ->
             ;
           (_) ->
             ...
        end, ...)
    ...

Funs 和模块列表

以下示例显示了与 Erlang shell 的对话。讨论的所有高阶函数都从模块 lists 中导出。

map

lists:map/2 接受一个单参数函数和一个术语列表

map(F, [H|T]) -> [F(H)|map(F, T)];
map(F, [])    -> [].

它返回通过将函数应用于列表中的每个参数而获得的列表。

当在 shell 中定义一个新的 fun 时,fun 的值将打印为 Fun#<erl_eval>

> Double = fun(X) -> 2 * X end.
#Fun<erl_eval.6.72228031>
> lists:map(Double, [1,2,3,4,5]).
[2,4,6,8,10]

any

lists:any/2 接受一个单参数谓词 P 和一个术语列表

any(Pred, [H|T]) ->
    case Pred(H) of
        true  ->  true;
        false ->  any(Pred, T)
    end;
any(Pred, []) ->
    false.

谓词是一个返回 truefalse 的函数。如果列表中存在一个术语 X,使得 P(X)true,则 anytrue

定义一个谓词 Big(X),如果其参数大于 10,则该谓词为 true

> Big =  fun(X) -> if X > 10 -> true; true -> false end end.
#Fun<erl_eval.6.72228031>
> lists:any(Big, [1,2,3,4]).
false
> lists:any(Big, [1,2,3,12,5]).
true

all

lists:all/2 具有与 any 相同的参数

all(Pred, [H|T]) ->
    case Pred(H) of
        true  ->  all(Pred, T);
        false ->  false
    end;
all(Pred, []) ->
    true.

如果谓词应用于列表中的所有元素都为 true,则该谓词为 true

> lists:all(Big, [1,2,3,4,12,6]).
false
> lists:all(Big, [12,13,14,15]).
true

foreach

lists:foreach/2 接受一个单参数函数和一个术语列表

foreach(F, [H|T]) ->
    F(H),
    foreach(F, T);
foreach(F, []) ->
    ok.

该函数应用于列表中的每个参数。foreach 返回 ok。它仅用于其副作用

> lists:foreach(fun(X) -> io:format("~w~n",[X]) end, [1,2,3,4]).
1
2
3
4
ok

foldl

lists:foldl/3 接受一个具有两个参数的函数、一个累加器和一个列表

foldl(F, Accu, [Hd|Tail]) ->
    foldl(F, F(Hd, Accu), Tail);
foldl(F, Accu, []) -> Accu.

该函数使用两个参数调用。第一个参数是列表中的连续元素。第二个参数是累加器。该函数必须返回一个新的累加器,该累加器在下次调用该函数时使用。

如果您有一个列表的列表 L = ["I","like","Erlang"],那么您可以按如下方式求和 L 中所有字符串的长度

> L = ["I","like","Erlang"].
["I","like","Erlang"]
10> lists:foldl(fun(X, Sum) -> length(X) + Sum end, 0, L).
11

lists:foldl/3 的工作方式类似于命令式语言中的 while 循环

L =  ["I","like","Erlang"],
Sum = 0,
while( L != []){
    Sum += length(head(L)),
    L = tail(L)
end

mapfoldl

lists:mapfoldl/3 同时映射和折叠列表

mapfoldl(F, Accu0, [Hd|Tail]) ->
    {R,Accu1} = F(Hd, Accu0),
    {Rs,Accu2} = mapfoldl(F, Accu1, Tail),
    {[R|Rs], Accu2};
mapfoldl(F, Accu, []) -> {[], Accu}.

以下示例演示如何将 L 中的所有字母更改为大写,然后对其进行计数。

首先更改为大写

> Upcase =  fun(X) when $a =< X,  X =< $z -> X + $A - $a;
(X) -> X
end.
#Fun<erl_eval.6.72228031>
> Upcase_word =
fun(X) ->
lists:map(Upcase, X)
end.
#Fun<erl_eval.6.72228031>
> Upcase_word("Erlang").
"ERLANG"
> lists:map(Upcase_word, L).
["I","LIKE","ERLANG"]

现在,可以同时完成折叠和映射

> lists:mapfoldl(fun(Word, Sum) ->
{Upcase_word(Word), Sum + length(Word)}
end, 0, L).
{["I","LIKE","ERLANG"],11}

filter

lists:filter/2 接受一个单参数谓词和一个列表,并返回列表中所有满足谓词的元素

filter(F, [H|T]) ->
    case F(H) of
        true  -> [H|filter(F, T)];
        false -> filter(F, T)
    end;
filter(F, []) -> [].
> lists:filter(Big, [500,12,2,45,6,7]).
[500,12,45]

组合映射和过滤器可以编写非常简洁的代码。例如,要定义一个集合差函数 diff(L1, L2) 为列表 L1L2 之间的差,可以按如下方式编写代码

diff(L1, L2) ->
    filter(fun(X) -> not member(X, L2) end, L1).

这将给出 L1 中所有不包含在 L2 中的元素的列表。

列表 L1L2 的 AND 交集也很容易定义

intersection(L1,L2) -> filter(fun(X) -> member(X,L1) end, L2).

takewhile

lists:takewhile/2 从列表 L 中获取元素 X,只要谓词 P(X) 为 true

takewhile(Pred, [H|T]) ->
    case Pred(H) of
        true  -> [H|takewhile(Pred, T)];
        false -> []
    end;
takewhile(Pred, []) ->
    [].
> lists:takewhile(Big, [200,500,45,5,3,45,6]).
[200,500,45]

dropwhile

lists:dropwhile/2takewhile 的补集

dropwhile(Pred, [H|T]) ->
    case Pred(H) of
        true  -> dropwhile(Pred, T);
        false -> [H|T]
    end;
dropwhile(Pred, []) ->
    [].
> lists:dropwhile(Big, [200,500,45,5,3,45,6]).
[5,3,45,6]

splitwith

lists:splitwith/2 将列表 L 拆分为两个子列表 {L1, L2},其中 L = takewhile(P, L)L2 = dropwhile(P, L)

splitwith(Pred, L) ->
    splitwith(Pred, L, []).

splitwith(Pred, [H|T], L) ->
    case Pred(H) of
        true  -> splitwith(Pred, T, [H|L]);
        false -> {reverse(L), [H|T]}
    end;
splitwith(Pred, [], L) ->
    {reverse(L), []}.
> lists:splitwith(Big, [200,500,45,5,3,45,6]).
{[200,500,45],[5,3,45,6]}

返回 Funs 的 Funs

到目前为止,只描述了将 fun 作为参数的函数。还可以编写更强大的、本身返回 fun 的函数。以下示例说明了这些类型的函数。

简单的高阶函数

Adder(X) 是一个函数,给定 X,它返回一个新的函数 G,使得 G(K) 返回 K + X

> Adder = fun(X) -> fun(Y) -> X + Y end end.
#Fun<erl_eval.6.72228031>
> Add6 = Adder(6).
#Fun<erl_eval.6.72228031>
> Add6(10).
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无限列表

这个想法是写一些类似这样的东西

-module(lazy).
-export([ints_from/1]).
ints_from(N) ->
    fun() ->
            [N|ints_from(N+1)]
    end.

然后按如下步骤进行

> XX = lazy:ints_from(1).
#Fun<lazy.0.29874839>
> XX().
[1|#Fun<lazy.0.29874839>]
> hd(XX()).
1
> Y = tl(XX()).
#Fun<lazy.0.29874839>
> hd(Y()).
2

等等。这是一个“惰性嵌入”的例子。

解析

以下示例展示了以下类型的解析器

Parser(Toks) -> {ok, Tree, Toks1} | fail

Toks 是要解析的标记列表。成功的解析返回 {ok, Tree, Toks1}

  • Tree 是一个解析树。
  • Toks1Tree 的尾部,其中包含正确解析的结构之后遇到的符号。

不成功的解析返回 fail

以下示例说明了一个简单的函数式解析器,该解析器解析语法

(a | b) & (c | d)

以下代码在模块 funparse 中定义了一个函数 pconst(X),该函数返回一个解析标记列表的函数

pconst(X) ->
    fun (T) ->
       case T of
           [X|T1] -> {ok, {const, X}, T1};
           _      -> fail
       end
    end.

此函数可以如下使用

> P1 = funparse:pconst(a).
#Fun<funparse.0.22674075>
> P1([a,b,c]).
{ok,{const,a},[b,c]}
> P1([x,y,z]).
fail

接下来,定义了两个高阶函数 pandpor。它们组合原始解析器以生成更复杂的解析器。

首先是 pand

pand(P1, P2) ->
    fun (T) ->
        case P1(T) of
            {ok, R1, T1} ->
                case P2(T1) of
                    {ok, R2, T2} ->
                        {ok, {'and', R1, R2}};
                    fail ->
                        fail
                end;
            fail ->
                fail
        end
    end.

给定一个语法 G1 的解析器 P1 和一个语法 G2 的解析器 P2pand(P1, P2) 返回一个用于语法的解析器,该语法由满足 G1 的标记序列组成,后跟满足 G2 的标记序列。

por(P1, P2) 返回一个用于语法 G1G2 描述的语言的解析器

por(P1, P2) ->
    fun (T) ->
        case P1(T) of
            {ok, R, T1} ->
                {ok, {'or',1,R}, T1};
            fail ->
                case P2(T) of
                    {ok, R1, T1} ->
                        {ok, {'or',2,R1}, T1};
                    fail ->
                        fail
                end
        end
    end.

最初的问题是解析语法 (a | b) & (c | d)。以下代码解决了这个问题

grammar() ->
    pand(
         por(pconst(a), pconst(b)),
         por(pconst(c), pconst(d))).

以下代码为语法添加了解析器接口

parse(List) ->
    (grammar())(List).

可以按如下方式测试解析器

> funparse:parse([a,c]).
{ok,{'and',{'or',1,{const,a}},{'or',1,{const,c}}}}
> funparse:parse([a,d]).
{ok,{'and',{'or',1,{const,a}},{'or',2,{const,d}}}}
> funparse:parse([b,c]).
{ok,{'and',{'or',2,{const,b}},{'or',1,{const,c}}}}
> funparse:parse([b,d]).
{ok,{'and',{'or',2,{const,b}},{'or',2,{const,d}}}}
> funparse:parse([a,b]).
fail