Erlang那些事兒第3回之我是函式(fun),萬物之源MFA
Erlang程式碼到處都是模式匹配，這把屠龍刀可是Erlang的看家本領、獨家絕學，之前在《Erlang那些事兒第1回之我是變數,一次賦值永不改變》文章提到過，Erlang一切皆是模式匹配。從變數的賦值、函式的形參傳遞、過載函式的應用，到處都有模式匹配的影子，剛開始寫程式碼會感覺不習慣，但是當你用習慣之後，會覺得這個武林祕籍是多麼的好用。但是本回書重點講函式，畢竟以後寫程式碼都會應用到函式fun，早點講方便後面的使用。
Erlang語言中的函式很強大，同一個邏輯可以用多種寫法，因為一個函式有形參，也有函式內部實現，這2個地方只要合理地應用模式匹配，那麼可以發揮出非常大的作用。本回書會使用模式匹配、關卡、遞迴、apply、引數傳遞在函式中的用法。
知識點1：函式過載
特點1：形引數量不同；
特點2：函式之間用點號（.）分隔。
C++一個很重要的特性就是函式過載，這個特性的必要條件是函式的形引數量必須不一樣。在Erlang程式碼中，這個規則同樣適用，一個同名函式可以有多個不同引數數量的版本，匯出列表也要相應地體現出來，來買個水果試試：
建立檔案fruit_price01.erl，程式碼如下：
1 -module(fruit_price01).
2 -author("snowcicada").
3
4 %% API
5 -export([fruit_price/0, fruit_price/1]).
6
7 %% 買1個水果的價格
8 fruit_price() ->
9 fruit_price(1).
10
11 %% 買多個水果的價格
12 fruit_price(Count) ->
13 Count * 10.上述程式碼存在2個fruit_price函式，一個是0參，一個是1參，如果有需要給其他模組使用的情況下，那麼就要新增到export匯出列表，來執行試一下：
Eshell V11.1.3 (abort with ^G)
1> c(fruit_price01).
{ok,fruit_price01}
2> fruit_price01:fruit_price().
10
3> fruit_price01:fruit_price(10).
100
在Erlang終端執行函式，不管是0參還是1參都能正常工作。
知識點2：函式形參的模式匹配
特點1：形引數量相同；
特點2：函式之間用分號;分隔；
特點3：從上往下匹配。
函式的每個形參都可以用一個表示式進行匹配，當傳入的引數匹配上提前寫好的表示式，那麼就進入這個函式執行；如果不匹配的話，那麼要麼報錯，要麼會進入一個能夠匹配的函式分支。
假設買1個水果沒打折，買2個打8折，買3個以上打5折。建立檔案fruit_price01.erl，程式碼如下：
1 -module(fruit_price02).
2 -author("snowcicada").
3
4 %% API
5 -export([fruit_price/1, discount/2]).
6
7 fruit_price(Count) ->
8 io:format("~p~n", [discount(Count, 10)]).
9
10 %% 函式形參進行模式匹配
11 %% 買1個沒打折，買2個打8折，買3個以上打5折
12 discount(1 = Count, Price) ->
13 Count * Price;
14 discount(2 = Count, Price) ->
15 Count * Price * 0.8;
16 discount(Count, Price) ->
17 Count * Price * 0.5.
在Erlang語言中，等於號（=）並不是賦值，而是進行了一次模式匹配。所以第12行裡面寫的1 = Count是在匹配，匹配Count是否等於1，如果匹配成功，那麼就會執行第13行的程式碼。第14行同理。
有趣的是第16行，只寫了Count表示對任何資料都可以匹配成功，既然第12行、14行已經匹配了1和2，那麼當Count等於3或3以上的時候就會執行第17行的程式碼。
知識點3：case...of...end表示式的模式匹配
特點1：不同的匹配表示式末尾用分號（;）分隔，最後一個匹配表示式不需要加分號（;）；
特點2：下劃線或者一個普通變數可以匹配任何情況；
特點3：從上往下匹配。
寫程式碼總不能為了處理不同的情況而每次都寫多個函式匹配，這樣寫起來不一定方便，所以Erlang還提供了case...of...end表示式。接下來使用case表示式來重寫上面的discount函式。
新增函式discount_case，程式碼如下：
1 %% 引數模式匹配 2 %% 買1個沒打折，買2個打8折，買3個以上打5折 3 discount_case(Count, Price) -> 4 case Count of 5 1 -> 6 Count * Price; 7 2 -> 8 Count * Price * 0.8; 9 _ -> %% 下劃線也可以替換成一個變數，比如N，Cnt，都可以，只要是變數就行 10 Count * Price * 0.5 11 end.
case...of中間寫的是表示式，of後面可以寫入不一樣的匹配表示式，匹配成功就會執行箭頭後面的語句。
知識點4：函式關卡
函式外部可以對形參新增一些條件，指定不同的條件執行不同的函式，這裡稱為關卡。
新增函式discount_guard，程式碼如下：
1 %% 函式形參關卡判斷 2 %% 買1個沒打折，買2個打8折，買3個以上打5折 3 discount_guard(Count, Price) when Count =:= 1 -> 4 Count * Price; 5 discount_guard(Count, Price) when Count =:= 2 -> 6 Count * Price * 0.8; 7 discount_guard(Count, Price) -> 8 Count * Price * 0.5.
在箭頭（->）前面，使用when關鍵字對形參進行判斷，第3行顯示，當Count等於1的時候，會執行這個函式。
知識點5：if關卡
同樣還有更方便的關卡方式，就是使用if...end表示式。
新增函式discount_if，程式碼如下：
1 %% 引數關卡判斷 2 %% 買1個沒打折，買2個打8折，買3個以上打5折 3 discount_if(Count, Price) -> 4 if 5 Count =:= 1 -> 6 Count * Price; 7 Count =:= 2 -> 8 Count * Price * 0.8; 9 true -> 10 Count * Price * 0.5 11 end.
case和if的差別在於表示式寫的是不是模式匹配，if中間那些表示式是用來判斷是否相等，這種是很明確的相等比較。但是case中間的表示式放的是匹配表示式，而且case...of中間可以寫複雜的表示式。
以下列出的關卡判斷函式和關卡內建函式，可用於if關卡或者函式外的when關卡。
關卡判斷函式：
關卡內建函式：
介紹以上4種版本的discount，我們調整下fruit_price函式，
1 fruit_price(Count) ->
2 io:format("~p~n", [discount(Count, 10)]),
3 io:format("~p~n", [discount_case(Count, 10)]),
4 io:format("~p~n", [discount_guard(Count, 10)]),
5 io:format("~p~n", [discount_if(Count, 10)]).
執行結果：
Erlang/OTP 23 [erts-11.1.3] [source] [64-bit] [smp:8:8] [ds:8:8:10] [async-threads:1] [hipe] [dtrace]
Eshell V11.1.3 (abort with ^G)
1> c(fruit_price02).
{ok,fruit_price01}
2> fruit_price02:fruit_price(10).
50.0
50.0
50.0
50.0
ok
4個版本的discount執行結果都一樣。
知識點6：函式作為引數傳遞
這個特性很常見，很多語言都可以把函式作為引數進行傳遞，只是語法有些小差異罷了。不囉嗦，寫個例子吧，建個fruit_price03.erl檔案，程式碼如下：
1 -module(fruit_price03).
2 -author("snowcicada").
3
4 %% API
5 -export([fruit_price/1, discount/2, get_discount_func/0]).
6
7 fruit_price(Count) ->
8 Discount = get_discount_func(),
9 io:format("~p~n", [Discount(Count, 10)]).
10
11 get_discount_func() ->
12 fun discount/2.
13
14 %% 函式形參進行模式匹配
15 %% 買1個沒打折，買2個打8折，買3個以上打5折
16 discount(1 = Count, Price) ->
17 Count * Price;
18 discount(2 = Count, Price) ->
19 Count * Price * 0.8;
20 discount(Count, Price) ->
21 Count * Price * 0.5.
discount函式有2個形參，所以Erlang要返回一個函式，就如你所見的第12行，fun discount/2。
知識點7：遞迴函式
Erlang函式在處理模式匹配或者關卡的時候，可以有多個分支，就如同知識點2和知識點4的形式。通過這個方式，可以靈活的寫出遞迴函式，對一些臨界情況的處理，這裡寫個簡單的例子就好，以後講到列表的時候會使用到，用得很靈活有趣。
建立div_three.erl檔案，程式碼如下：
1 -module(div_three).
2 -author("snowcicada").
3
4 %% API
5 -export([print/1]).
6
7 print(N) when N =:= 0 ->
8 io:format("~n");
9 print(N) when N rem 3 =:= 0 ->
10 io:format("~p ", [N]),
11 print(N - 1);
12 print(N) ->
13 print(N - 1).
當N等於0的時候，會執行第7行，函式輸出換行立馬結束；當N對3取餘等於0的時候，執行第9行，可以被3整除的數字將會打印出來，然後繼續呼叫print(N-1)，這裡就是遞迴呼叫。
當執行過了第7、第9行的關卡，剩下的都會執行第12行，這裡什麼都沒處理，直接遞迴呼叫print即可。
執行結果：
Erlang/OTP 23 [erts-11.1.3] [source] [64-bit] [smp:8:8] [ds:8:8:10] [async-threads:1] [hipe] [dtrace]
Eshell V11.1.3 (abort with ^G)
1> c(div_three).
{ok,div_three}
2> div_three:print(100).
99 96 93 90 87 84 81 78 75 72 69 66 63 60 57 54 51 48 45 42 39 36 33 30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
ok
知識點8：使用apply呼叫函式
MFA是Module、Function、Arguments的縮寫，指模組呼叫函式，傳入形參，格式如：M:F(A)，也可以這樣：apply(M, F, A)。在Erlang自帶的標準庫中，MFA的呼叫方式很常見，也是Erlang實現熱更新屢試不爽的步驟之一。其中的A很容易出現低階錯誤，大部分模組的引數支援傳入列表，所以通常的呼叫方式如：M:F([A1, A2, A3])。
Erlang提供了apply函式，可通過指定模組名、函式名和引數進行呼叫，這裡貼下apply的實現原始碼：
1 %% Shadowed by erl_bif_types: erlang:apply/2 2 -spec apply(Fun, Args) -> term() when 3 Fun :: function(), 4 Args :: [term()]. 5 apply(Fun, Args) -> 6 erlang:apply(Fun, Args). 7 8 %% Shadowed by erl_bif_types: erlang:apply/3 9 -spec apply(Module, Function, Args) -> term() when 10 Module :: module(), 11 Function :: atom(), 12 Args :: [term()]. 13 apply(Mod, Name, Args) -> 14 erlang:apply(Mod, Name, Args).
apply分別有2個形參和3個形參，2個形參的版本是apply(F,A)，不用傳入模組名，3個形參的版本是apply(M,F,A)，需要指定模組名。
開啟Erlang終端做個試驗就行，使用io:format來測試列印資訊：
Erlang/OTP 23 [erts-11.1.3] [source] [64-bit] [smp:8:8] [ds:8:8:10] [async-threads:1] [hipe] [dtrace]
Eshell V11.1.3 (abort with ^G)
1> io:format("Name:~page:~p~n",["Lucy", 16]).
Name:"Lucy"age:16
ok
2> apply(io, format, ["Name:~p age:~p~n", [lucy, 16]]).
Name:lucy age:16
ok
3> erlang:apply(io, format, ["Name:~p age:~p~n", [lucy, 16]]). %%也可以指定erlang模組，這樣寫的好處是會有智慧提示
Name:lucy age:16
ok
函式的應用大概就這些了，雖然簡單，但是這些都是日常很經典的技巧。
本回使用的程式碼已上傳Github：https://github.com/snowcicada/erlang-story/tree/main/story003
下一回將介紹原子（Atom）的使用，且聽下回分解。
作者：snowcicada 出處：https://www.cnblogs.com/snowcicada/p/14221215.html 本文版權歸作者和部落格園共有，歡迎轉載，但未經作者同意必須保留此段宣告，且在文章頁面明顯位置給出原文連線，否則保留追究法律責任的權利。