Глава 5 Хэши

Хэши

Введение

%аgе = ( "Nat", 24, "Jules", 25, "Josh", 17 );

Такая запись эквивалентна следующей:

$age{"Nat"} = 24;
$age{"Jules"} = 25;
$age{"Josh"} = 17;
Для упрощения инициализации хэшей был создан оператор, оператор =>. В основном он представляет собой более наглядную замену для занятой. Например, возможна следующая инициализация хэша:

%food_color = (
"Apple" => "red", "Banana" => "yellow", "Lemon" => "yellow", "Carrot" => "orange" );

(хэш %i ooa_coior используется во многих примерах этой главы). Такая инициализация также является примером списковой эквивалентности - в некоторых отношениях хэш ведет себя так, словно он является списком пар "ключ/значение". Мы воспользуемся этим в нескольких рецептах, в частности - для объединения и инвертирования. В отличие от обычной занятой, оператор => обладает особым свойством: любое предшествующее ему слово интерпретируется как строковое значение. Это позволяет убрать кавычки и сделать программу более попятной. Однословные ключи хэшей также автоматически интерпретируются как строки, поэтому вместо $hash{"somekey"} можно написать просто $hash{somekey}. Приведенная выше инициализация %food_color записывается в следующем виде:

%food_color = (
Apple => "red", Banana => "yellow", Lemon => "yellow", Carrot => "orange" Одно из важных свойств хэшей заключается в том, что их элементы хранятся в особой последовательности, обеспечивающей выборку. Следовательно, независимо от порядка занесения данных в хэш, порядок их хранения будет непредсказуемым.

> Смотри также --------------------------------
Описание функний unshift и splice в perlfunc(1).

5.1. Занесение элемента в хэш

Проблема

Решение

Комментарий

Known foods:
Banana
Apple
Raspberry
Carrot
Lemon

Если в качестве ключа хэша используется неопределенная величина undef, она преобразуется в пустую строку "" (что сопровождается предупреждением при запуске с параметром -w). Вероятно, неопределенный ключ undef - это не то, что вы хотели. С другой стороны, undef является вполне допустимым значением в хэ-шах. Однако при выборке значения для ключа, отсутствующего в хэше, вы также получите undef. Это означает, что для проверки существования ключа $key в хэше %hash простая логическая проверка if ($hash{$key}) не подходит. Присутствие ключа в хэше проверяется записью вида exists($hash{$key}); определенность ассоциированного значения - defined($hash{$key}), а его истинность - if ($hash{$key} /. Во внутренних алгоритмах хэширования Perl перестановки строки попадают на одну и ту же позицию. Если в ключах хэша многократно встречаются перестановки одной строки (скажем, "spare" и "craps"), быстродействие хэша заметно падает. На практике это происходит редко. > Смотри также ------------------------------- Раздел "List Value Constructors" peiidata(1) рецепт 5.2.

5.2. Проверка наличия ключа в хэше

Проблема

Решение

# Содержит ли %ХЭШ ключ $КЛЮЧ?
if (ех1з1з($ХЭШ{$КЛЮЧ})) {
# Ключ существует
} else {
# Ключ не существует
}

Комментарий

# Хэш %food_color определяется во введении
foreach $name ("Banana", "Martini") {
if (exists $food_color{$name}) {
print "$name is a tood.\n";
} else {
print "$name is a drink.\n";
}
} Banana is a food. Martini is a drink, Функция exists проверяет только наличие ключа в хэше. Она не сообщает об ассоциированном значении, определено ли оно, истинно или ложно. На первый взгляд кажется, что отличия несущественны. Однако в действительности проблемы такого рода плодятся быстро, как кролики. Возьмем следующий фрагмент:

%аgе = ();
$age{"Toddler"} = 3;
$age{"Unborn"} = 0:
$age{"Phantasm"} = undef;
foreach $thing ("Toddler", "Unborn", "Phantasm", "Relic"} { print "$thing: ";
print "Exists " if exists $age{$thing};
print "Defined "if defined $age{thing}:
print "True " if $age{$thing};
print "\n";
} Toddler: Exists Defined True Unborn: Exists Defined Phantasm: Exists Relic: Элемент $age{ "Toddler"} проходит все три проверки - существования, определенности и истинности. Он существует, потому что мы присвоили ключу "Toddler" значение в хэше. Он определен, потому что значение не равно undef. Наконец, он истинен, потому что присвоенная величина не является одним из ложных значений Perl. Элемент $age{" Unborn"} проходит только проверки существования и определенности. Он существует, потому что ключу "Unborn" было присвоено значение в хэше, и определен, потому что это значение не равно undef. Однако он не является истинным, потому что 0 интерпретируется в Perl как одна из ложных величин. Элемент $age{ "Phantasm"} проходит только проверку существования. Он существует, потому что ключу "Phantasm" было присвоено значение в хэше. Поскольку это значение представляет собой undef, проверка определенности не работает. Так как undef также считается в Perl одним из ложных значений, проверка истинности тоже не работает. Наконец, $age{ "Relic"} не проходит ни одну из проверок. Значение для "Relic" не заносилось в хэш, поэтому проверка на существование завершается неудачей. Из-за отсутствия ассоциированного значения попытка обратиться к $age{ "Relic"} дает undef. Как мы знаем из примера с "Phantasm", undef не проходит проверки определенности и истинности. Иногда undef полезно сохранить в хэше. Это означает: "такой ключ встречается, но с ним не связано никакого полезного значения". Например, рассмотрим программу, которая определяет размер файлов из переданного списка. Следующий фрагмент пытается пропускать файлы, которые уже встречались в списке, однако это не касается файлов нулевой длины и встречавшихся ранее несуществующих файлов:

%name = ();
while (о) {
chomp;
next if $name{$_}; # НЕВЕРНО !
$name{$_} = -s $_;
}

Замена неправильной строки следующим вызовом exists позволяет пропускать нулевые и несуществующие файлы: next if exists $name{$_}; В самом первом примере предполагается, что все, что не является едой (food), относится к напиткам (dnnk). В реальном мире подобные допущения весьма опасны.

> Смотри также -------------------------------
Описание функций exists и defined в perlfunc(1). Концепция истинности рассматривается в разделе "Scalar Values" perldata(1).

5.3. Удаление из хэша

Проблема

Решение

Комментарий

# Хэш %food_color определяется во введении
sub print_foods {
my (°>foods = keys %food_color,
my $food;
print "Keys: @foods\n";
print "Values: ";
foreach $food (Ofoods) {
my $color = $food_color{$food};
if (defined $color) { print "$color ";
} else {
print "(undef)"; }
}
print \n";
}
print "Initially:\n";
print_foods();
print "\nWith Banana undef\n";
undef $food_color{"Banana"};
print_foods();
print "\nWith Banana deleted\n";
delete $food_color{"Banana"};
print_foods();

Initially:
Keys: Banana Apple Carrot Lemon Values: yellow red orange yellow
With Banana undef
Keys: Banana Apple Carrot Lemon
Values: (undef) red orange yellow
With Banana deleted Keys: Apple Carrot Lemon Values: red orange yellow Как видите, после присвоения $food_color{"Banana"} = undef ключ "Banana" остается в хэше. Элемент не удаляется; просто мы присвоили ему undef. С другой стороны, функция delete действительно удалила данные из хэша - ключ "Banana" исчезает из списка, возвращаемого функцией keys. Функция delete также может вызываться для среза хэша, это приводит к удалению всех указанных ключей:
delete @food_color{"Banana", "Apple", "Cabbage"};

> Смотри также --------------------------------
Описание функций delete и keys в peiifunc(1). Применение keys продемонстрировано в рецепте 5.4.

5.4. Перебор хэша

Проблема

Решение

Комментарий

Подобное применение to reach встречается довольно часто. Функция keys строит список ключей в хэше, после чего to reach перебирает их. Если хэш состоит из большого числа элементов, возникает опасность, что возвращаемый keys список займет много памяти. Приходится выбирать между затратами памяти и возможностью обработки элементов в определенном порядке. Сортировка подробнее рассматривается в рецепте 5.9. Поскольку функции keys, values и each используют одни и те же внутренние структуры данных, следует внимательно следить за чередованием вызовов этих функций или преждевременным выходом из цикла each. При каждом вызове keys или values текущая позиция each сбрасывается. Следующий фрагмент зацикливается и бесконечно выводит первый ключ, возвращаемый each:

while ( ($k,$v) = each %food_color) {
print "Processing $k\n";
keys %food_color; # Возврат к началу
%food_color } Модификация хэша во время его перебора в each или f о reach, как правило, сопряжена с опасностью. При добавлении или удалении ключей из хэша функция each ведет себя по-разному для связанных и несвязанных хэшей. Цикл fо reach перебирает заранее построенный список ключей, поэтому после начала цикла он ничего не знает о добавленных или удаленных ключах. Ключи, добавленные внутри цикла, не включаются автоматически в список перебираемых ключей, а удаленные внутри цикла ключи не удаляются из этого списка. Программа countfrom из примера 5.1 читает файл почтового ящика и выводит количество сообщений от каждого отправителя. Отправитель определяется по строке From: (в этом отношении сценарий не очень интеллектуален, однако нас сейчас интересуют операции с хэшами, а не обработка почтовых файлов). Передайте имя почтового ящика в командной строке или используйте " -" для перенаправления.
Пример 5.1. countfrom

#!/usr/bin/perl
# countfrom - подсчет сообщений от каждого отправителя
$filename = $ARGV[0] || "-oo;
open(FILE, "<$filename") or die "Can't open $filename : $!";
while() {
if (/"From: (.*)/) { $from{$1}++ }
}
toreach $person (sort keys %from) { print "$person: $from{$person}\n";

[> Смотри также --------------------------------
Описание функций each и keys в peiifunc(1), описание циклов for и foreach в рецепте 4.5.

5.5. Вывод содержимого хэша

Проблема

Решение

while ( ($k,$v) = each %hash) { print "$k => $v\n";
}
Также можно построить список строк с помощью mар:
print тар { "$_ => $hash{$_}\n" } keys %hash;
Или воспользуйтесь фокусом из рецепта 1.10 и интерполируйте хэш как список:
print "@{[ %hash ]}\n";
Или сохраните хэш во временном массиве и выведите его:
{
my @temp = %hash;
print "@temp";
}

Комментарий

> Смотри также -------------------------------
Описание переменной $" в perlvar(1); описание функций foreach, map, keys, sort и each в perlfunc(1). Строковая интерполяция рассматривается в рецепте 1.10, а перебор хэша - в рецепте 5.4.

5.6. Перебор элементов хэша в порядке вставки

Проблема

Решение

Комментарий

> Смотри также ----------------
Документация по модулю Tie::IxHash от CPAN; рецепт 13.15.

5.7. Хэши с несколькими ассоциированными значениями

Проблема

Решение

Комментарий

foreach $user (sort keys %ttys) {
print "$user: ", scalar( @>{$ttys{$user}} ), "ttys.\n";
foreach $tty (sort @{$ttys{$user}}) {
@stat = stat("/dev/$tty");
$user = @stat ? ( getpwuid($stat[4]) )[0] : "(not available)";
print "\t$tty (owned by $user)\n";
}
}

Функция exists может иметь два значения: "Существует ли в хэше хотя бы одно значение для данного ключа?" и "Существует ли данное значение для данного ключа?" Чтобы реализовать вторую интерпретацию, придется просмотреть массив в поисках нужной величины. Первая трактовка exists косвенно связана с функцией delete: если мы можем гарантировать, что ни один анонимный массив никогда не остается пустым, можно воспользоваться встроенной функцией exists. Чтобы убедиться, что анонимные массивы не остаются пустыми, их следует проверять после удаления элемента:
sub multihash_delete {
my {$hash, $key, $value) = @_;
my $i;
return unless ref( $hash->{$key} );
for ($i = 0; $i < @{ $hash->{$key} }; $i++) { if ($hash->{$key}->[$i] eq $value) {
splice( @{$hash->{$key}}, $i, 1);
last;
}
}
delete $hash->{$key} unless @{$hash->{$key}};
}

Альтернативная реализация многозначных хэшеи приведена в главе 13 "Классы, объекты и связи", где они реализуются как связанные обычные хэши.

> Смотри также -------------------------------
Описание функций splice, delete, push, foreach и exists в perlfunc(1); рецепт 11.1. Связи рассматриваются в рецепте 13.15.

5.8. Инвертирование хэша

Проблема

Решение

Комментарий

%surname = ( "Mickey" => "Mantle", "Babe" => "Ruth");
%first_name = reverse %surname;
print $first_name{"Mantle", "\n"};
Mickey
Если интерпретировать %surname как список, мы получим следующее:
("Mickey", "Mantle", "Babe", "Ruth")
(а может быть, ("Babe", "Ruth", "Mickey", "Mantle"), поскольку порядок элементов
непредсказуем). После инвертирования список выглядит так:
("Ruth", "Babe", "Mantle", "Mickey") Интерпретация его в качестве хэша дает следующее:
("Ruth" => "Babe", "Mantle" => "Mickey") В примере 5.2 приведена программа foodfind. Если передать ей название продукта, она сообщает цвет, а если передать цвет - она сообщает название. Пример 5.2. foodfind

#!/usr/bin/perl -w
# foodfind - поиск продуктов по названию или цвету
$given = shift @ARGV or die "usage: foodfind food_or_color\n";
%color = (
"Apple" => "red",
"Banana" => "yellow", 'Lemon" => "yellow", 'Carrot" => "orange"
}
%food = reverse %color;
if (exists $color{$given}) {
print "$given is a food with color $color{$given}.\n";
} if (exists $food{$given}) {
print "$food{$given} is a food with color $given.\n";
}

Если два ключа исходного хэша имеют одинаковые значения ("Lemon" и "Banana" в предыдущем примере), то инвертированный хэш будет содержать лишь один из них (какой именно - зависит от порядка хэширования, так что непредсказуемо). Дело в том, что хэши в Perl no определению имеют уникальные ключи. Чтобы инвертировать хэш с повторяющимися значениями, следует воспользоваться методикой рецепта 5.7 - то есть построить хэш, ассоциированные значения которого представляют собой списки ключей исходного хэша:
# Хэш %food_color определяется во введении
while (($food,$color) = each(%food_color)) {
push(@{foods_with_color{$color}}, $food);
}
print "@{$foods_with_color{yellow}} were yellowfoods.n";
Banana Lemon were yellow foods, Кроме того, это позволит модифицировать программу foodfind так, чтобы она работала с цветами, соответствующими сразу нескольким продуктам. Например, при вызове foodfind yellow будут выводиться и Banana, и Lemon. Если какие-либо значения исходного хэша были не простыми строками и числами, а ссылками, при инвертировании возникает проблема - ссылки не могут использоваться в качестве ключей, если только вы не воспользуетесь модулем Tie::RefHash (см. рецепт 5.12).

> Смотри также
Описание функций reverse в perlfunc(t); рецепт 13.15.

5.9. Сортировка хэша

Проблема

Решение

# %hash - сортируемый хэш
@keys = sort { criterionO } (keys %hash);
foreach $key (Okeys) { $value = $hash{$key};
# Сделать что-то с $key, $value
}

Комментарий

foreach $food (sort keys %food_color) { print "$food is $food_color($food).\n":
} Другой фрагмент сортирует ключи по ассоциированным значениям:

foreach $food (sort { $food_color{$a} cmp $food_color{$b} } ) keys %food_color) {
print "$food is $food_color{$food}.\n";
} Наконец, сортировка выполняется по длине ассоциированных значений:
@foods = sort { length($food_color{$a}) <=> length($food_color{$b}) }
keys %food_color;
foreach $food (Ofoods) {
print "$food is $food_color{$food}.\n":
}

> Смотри также --------------------------------
Описание функций sort и keys в perlfunc(1); рецепт 5.6. Сортировка списков рассматривается в рецепте 4.15.

5.10. Объединение хэшей

Проблема

Решение

Комментарий

Обратите внимание на повторяющийся код присваивания в циклах while. Проблема решается так:
foreach $substanceref (\%food_color, \%drink_color ) { while (($k, $v) = each v%substanceref) { $substance_color{$k} = $v;
}
}
vЕсли в объединяемых хэшах присутствуют одинаковые ключи, можно вставить код для обработки дубликатов:

foreach $substanceref (\%food_color, \%drink_color ) { while (($k, $v) = each
%substanceref) { if (exists $substance_color{$k}) {
print "Warning: $k seen twice. Using the first definition.\n";
next;
} $substance_color{$k} = $v;
}
} В частном случае присоединения одного хэша к другому можно воспользоваться срезом для получения более элегантной записи:
@all_colors{keys %new_colors} = values %new_colors; Потребуется память в объеме, достаточном для хранения списков всех ключей и значений %new_colors. Как и в первом варианте, расходы памяти при большом размере списков могут сделать эту методику неприемлемой.

> Смотри также -----------------------------
Описание функции each в perlfunc(1); рецепт 4.9. 

© copyright 2000 Soft group