Per的子程序(subroutine)

  • perl中的子程序其实就是自定义函数。它使用sub关键字开头，表示声明一个子程序
  • 子程序名称有独立的名称空间，不会和其它名称冲突
  • Perl中的子程序中可以定义、引用、修改全局变量，这和几乎所有的语言都不同。当然，也可以定义局部变量
  • perl中使用&SUB_NAME()的方式调用SUB_NAME子程序，&有时候可以省略，括号有时候也可以省略。具体的规则见后面
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sub mysub {
    $n += 1;
    print "\$n is: $n","\n";
}
&mysub;
print "\$n is: $n","\n";
  • perl的子程序最后一个执行的语句的结果或返回值就是子程序的返回值(是最后一个执行的语句，不是最后一行语句)。所以子程序总会有返回值，但返回值并不总是有用的返回值
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    sub mysub {
        $n += 2;
        print "hello world\n";
        $n + 3;         
    }
    $num = ⊂

这里的&sub有返回值，它的返回值是最后执行的语句$n+3，并将返回值赋值给$num，所以$num的值为5。

如果把上面的print作为最后一句：

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sub mysub {
    $n += 2;
    $n + 3;                 # 这不是返回值
    print "hello world\n";  # 这是返回值
}
$num = ⊂

上面的print才是子程序的返回值，这个返回值是什么？这是一个输出语句，它的返回值为1，表示成功打印。这个返回值显然没什么用。所以，子程序最后执行的语句一定要小心检查。

那上面的$n+3的结果是什么？它的上下文是void context，相加的结果会被丢弃。

子程序还可以返回列表。

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($m,$n)=(3,5);
sub mysub {
    $m..($n+1);
}
@arr=&mysub;
print @arr;     # 输出3456
  • 如果想在子程序的中间退出子程序，就可以使用return子句来返回值。当然，如果这个返回语句是最后一行，就可以省略return
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    # 返回一个偶数
    $n=20;
    sub mysub {
        if ($n % 2 == 0){
            return $n;
        }
        $n-1;         # 等价于 return $n-1;
    }
    $oushu=&mysub;
    print $oushu,"\n";

子程序参数

Perl子程序除了可以直接操作全局变量，还可以传递参数。例如：

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&mysub(arg1,arg2...);
&mysub arg1,arg2...;

至于什么时候可以省略括号，后面再解释。

  • 调用子程序时传递的参数会传入子程序，它们存储在一个特殊的数组变量@_中
  • 既然@_是数组，就可以使用$_[index]的方式引用数组中的各元素，也就是子程序的各个参数
  • @_数组只在每个子程序执行期间有效，每个子程序的@_都互不影响。子程序执行完成，@_将复原为原来的值
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# 返回最大值
@_=qw(perl python shell);     # 测试：先定义数组@_
sub mysub {
    if($_[0] > $_[1]){
        $_[0];
    }else{
        $_[1];
    }
}
$max = &mysub(10,20);
print $max,"\n";
print @_;             # 子程序执行完，@_复原为qw(perl python shell)

如果上面的子程序给的参数不是两个，而是3个或者1个(&mysub(10,20,30);、&mysub(10);)会如何？因为参数是存在数组中的，所以给的参数多了，子程序用不到它，所以忽略多出的参数，如果给的参数少了，那么缺少的那些参数被引用时，值将是undef。

所以，在逻辑上来说，参数多少不会影响子程序的错误，但结果可能会受到一些影响。但可以在子程序中判断子程序的参数个数：

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if(@_ != 2){     # 如果参数个数不是2个，就退出
    return 1;
}

这里的比较是标量上下文，@_返回的是参数个数。

调用子程序的几种方式分析

一般情况下，调用我们自定义的子程序时，都使用&符号，有时候还要带上括号传递参数。

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&mysub1();
&mysub2;
&mysub3 arg1,arg2;
&mysub4(arg1,arg2);

但有时候，&符号和括号是可以省略的。主要的规则是：

  • 只有子程序定义语句在子程序调用语句前面，才可以省略括号
  • 当使用了括号，perl已经知道这就是一个子程序调用，这时可以省略&也可以不省略&
  • 不能省略&的情况比较少。基本上，只要子程序名称不和内置函数同名，或者有特殊需求时(如需要明确子程序的名称时，如defined(&mysub))，都可以省略&
  • 不能在使用了&、有参数传递的情况下，省略括号
  • 最安全、最保险的调用方式是：
    • 有参数时：&subname(arg1,arg2)，即不省略&和括号
    • 无参数时：&subname
    • 使用&的调用方式是比较古老的行为，虽然安全。但直接使用括号调用也基本无差别，但却更现代，所以建议用func()的方式调用自定义的子程序
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sub mysub{
    print @_,"\n";
}
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mysub;                      # 正常调用
mysub();                    # 正常调用
mysub("hello","world3");    # 正常调用
mysub "hello","world4";     # 正常调用
&mysub;                     # 安全的调用
&mysub("hello","world6");   # 安全的调用
&mysub "hello","world7";    # 本调用错误，因为使用了&，且有参数

上面是先定义子程序，再调用子程序的。下面是先调用子程序，再定义子程序的。

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mysub;                      # 本调用无括号，不报错，当做内置函数执行，但无此内置函数，所以忽略
mysub();                    # 有括号，不报错
mysub("hello","world3");    # 有括号，不报错
mysub "hello","world4";     # 无括号，本调用错误
&mysub "hello","world7";    # 本调用错误
&mysub;                     # 安全的调用
&mysub("hello","world6");   # 安全的调用

sub mysub{
    print @_,"HELLO","\n";
}

如果子程序名称和内置函数同名，则不安全的调用方式总会优先调用内置函数。

子程序中的私有变量：my关键字

my关键字可以声明局部变量、局部数组。它可以用在任何类型的语句块内，而不限于sub子程序中。

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sub mysub {
    my $a=0;         # 一次只能声明一个局部目标
    my $b;           # 声明变量，初始undef
    my @arr;         # 声明空数组
    my($m,$n);       # 一次可以声明多个局部目标
    ($m,$n)=@_;      # 将函数参数赋值给$m,$n
    my($x,$y) = @_;  # 一步操作
}

foreach my $var (@arr) {   # 将控制变量定义为局部变量
    my($sq) = $_ * $_;     # 在foreach语句块内定义局部变量
}

在my定义局部变量的时候，需要注意列表上下文和标量上下文：

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@_=qw(perl shell python);
my   $num = @_;              # 标量上下文
my (@num) = @_;              # 列表上下文
print $num,"\n";             # 返回3
print @num,"\n";             # 返回perlshellpython

在Perl中，除了my可以修饰作用域，还有local和our也可以修饰作用域，它们之间的区别参见：Perl的our、my、local的区别。

state关键字

my关键字是让变量、数组、哈希私有化，state关键字则是让私有变量、数组、哈希持久化。注意两个关键字：私有，持久化。

使用state关键字声明、初始化的变量对外不可见，但对其所在子程序是持久的：每次调用子程序后的变量值都保存着，下次再调用子程序会继承这个值。

这个特性是perl 5.10版才引入的，所以必须加上use 5.010;语句才能使用该功能。

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use 5.010;
$n=22;
sub mysub {
    state $n += 1;
    print "Hello,$n\n";
}
&mysub;           # 输出Hello,1
print $n,"\n";    # 输出22
&mysub;           # 输出Hello,2
print $n,"\n";    # 输出22

当然，如果在子程序中每次都用state将变量强制初始化，那么这个变量持久与否就无所谓了，这时用my关键字的效果是一样的。

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use 5.010;
sub mysub {
    state $n=0;
    print "hello,$n","\n";
}
&mysub;
&mysub;
&mysub;

state除了可以初始化变量，还可以初始化数组和hash。但初始化数组和hash的时候有限制：不能在列表上下文初始化。

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use 5.010;
sub mysub {
    state $n;        # 初始化为undef
    state @arr1;     # 初始化为空列表()
    state @arr2 = qw(perl shell);  # 错误，不能在列表上下文初始化
}

perl作用域初探

因为perl中支持先定义子程序再调用，也支持先调用再定义的方式。不同的调用方式有可能会有区别。

例如：

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#!/usr/bin/env perl -w
use strict;

# do_stuff(1);   # (1).在定义的前面
{
    my $last = 1;
    sub do_stuff {
        my $arg = shift;
        print $arg + $last;
    }
}
do_stuff(1);     # (2).在定义的后面

上面在不同的位置调用子程序do_stuff(1)，但只有第二种方式是正确的，第一种方式是错误的。

原因在于my定义的变量是词法作用域变量，先不用管词法作用域是什么。只需要知道my定义的变量是在程序编译期间定义的好的，但是赋值操作是在程序执行期间进行的。而子程序sub的名称do_stuff是无法加my关键字的，所以perl中所有的子程序都是全局范围可调用的。子程序的调用是程序执行期间的。

所以上面的程序中，整个过程是先在编译期间定义好词法变量$last(但未赋值初始化)，子程序do_stuff。然后开始从程序头部往下执行：

当执行到(1)的位置处也就是调用子程序，这个子程序中引用了变量$last，但$last至今未赋值，所以会报变量未初始化的错误。

如果没有(1)，那么从上往下执行将首先执行到my $last = 1，这表示为已在编译期间定义好的变量赋值。然后再继续执行到(2)调用子程序，但子程序引用的$last已经赋值初始化，所以一切正常。

在perl中的子程序是在编译期间定义好的，还是执行期间临时去定义的，目前我个人还不是太确定，按照perl的作用域规则，它应该是在执行期间临时去定义的。但无论如何，它先定义还是后定义，都不影响对变量作用域的判断。