学习Erlang--1、入门

1、正式起航

从前，一名程序员偶然读到了一本古怪的语言图书，相等其实不是相等，变量其实是不能改变的，语法是那么陌生，它甚至不是面向对象，这些程序实在是太过另类……

另类的不仅仅是程序，编程的教学步骤也特立独行，它的作者一直喋喋不休地教授并发、分布和容错，不断的唠叨着一种叫COP（Concurrency Oriented Programming，面向并发编程）的方法，管它叫什么……

不过有些程序看起来很好玩，那天夜里，这个程序员注视着那个聊天程序的小例子，它是多么的小巧可爱而又通俗易懂，它确实简单到不能再简单了，用不了几行代码，文件共享和加密通信便跃然而上，于是这个程序员开始敲起了他的键盘……

上面这段话非常简单有趣，而又把Erlang的特点很好的带了出来，使我和那个提到的程序员一样，开始了我的Erlang之旅。

2、Erlang安装

在Erlang的官方网站http://www.erlang.org/ 可以找到它的安装程序，

由于我的是windows系统，所以我直接进入Download页面，找到Windows Binary File下载就行了。

等下载好之后的安装也非常简单，直接next就行，完成后就可以在开始菜单找到

这么一个东东，打开后就能看到

这个就是我们得Erlang的一个模拟器了，当然，使用windows的cmd或者unix下的bash在命令提示符下输入erl来启动Erlang shell--erl也是一样的。

我们尝试一下，如下图输入

提示符 1> 说明这是我们的第一个命令，% 号后面跟着的是注释文字，它表示此行都是Erlang的注释，会被shell和Erlang编译器忽略。

第二行输入20+30，然后回车，没有出结果？因为在Erlang中是以 “. + 回车”来表示一个完整命令的结束的，

所以第三行还是提示的1>，表示我们的第一个命令还是没结束，然后我们输入 “.”和回车，这时候shell会对表达式求值，并打印出结果，50.

然后显示的提示符就编程2>，表示我们下面开始的就是第2个Erlang命令了。

另外，之前录入的命令我们可以通过shell的Ctrl+N，Ctrl+P快捷键来找回。

如果程序命令输入有误，已经到了不可挽回的地步，系统没有任何响应，那么按Ctrl + break（windows系统）你会看到下面的提示：

这个时候按A就能中止当前Erlang会话

3、入门

3.1、简单的整数运算

先计算几个算数表达式

Erlang遵守标准算术表达式法则，因此20+30*40实际上是20+（30*40）而不是（20+30）*40

Erlang采用不定长的整数来进行整数的算术演算，因此不用担心溢出，例如：

还可以用不同的方式来输入整数，例如：

3.2、变量

怎样才能将一个命令的结果保存下来以供后面使用呢？这就是变量了，例如：

上面例子表示我们向一个变量X赋了一个值，然后打印出变量的值

如果我们要查看变量的值，可以输入

有了X变量，我们还可以这么使用

代数式的单一赋值

在初中，数学老师告诉我们，在同一个方程的不同地方都有X，那么这些X指的都是同一个东西；

但是当我们开始学习第一门程序语言时，看到X=X+1，我们都懵了，这个等式明显不成立！但是老师却说我们错了，X不是一个数学变量，而是一个盒子……

而在Erlang中，变量恢复了它在数学中的涵义，当你将一个变量和值关联在一起时，你就相当于做出了一种断言，就是对事实的一个陈述，仅此而已。

然而，如果你想要给X赋一个新的值，那么系统会无情的抛给你一个错误信息：

这个是怎么回事？嗯，要解释它我们必须破除两个错误的想法：

1）X并不是传统意义上的变量，至少不是我们在C/C++/C#中用到的那种；

2）=不是一个赋值操作符。

3.2.1、变量不变

Erlang的变量是单一赋值变量，即变量的值只能一次性的给定。

一个变量如果含有一个被赋予的值，那么它就被称为绑定变量，否则就是自由变量。

就本质而言，=是一个模式匹配符，当变量是一个自由变量时，它的行为与赋值一致。

最后，定义一个变量的词法单元就是这个变量的作用域。因此在一个函数语句中使用的变量，那么这个变量的值就不能跳出语句之外。

在同一个函数的不同子句中，彼此也不存在全局或者共享的私有变量。如果X出现在许多不同函数中，那么这些X的值也都是各自独立的。

3.2.2、模式匹配

在大多数语言中，=都表赋值语句；但是在Erlang中，=表示一个模式匹配操作。

Lhs=Rhs实际上是这样一个过程，对右端求值（Rhs），然后将结果与左端（Lhs）进行模式匹配。

一个变量，比如X，就是一个最简单的模式，当我们第一次输入X=something时，Erlang会问自己，“要怎么做会让这个语句的值变为true？”，由于X没有被赋值，于是将something的结果绑定到X上，使语句有效，结果皆大欢喜。

但是，随后输入X=anotherthing的时候，由于X已经是绑定变量了，只有当something的值与anotherthing一致时这个语句才会成立，否则就会抛出异常。例如：

3.2.3、单一赋值为何有益于编写质量更高的代码

Erlang里面的变量仅仅是对值的一个引用，就具体实现而言，一个绑定变量就是一个指针，这个指针指向那个值的存储区。那个值是无法改变的。

抛弃“副作用”意味着我们的程序可以并行化

用术语来说，我们把可以修改的内存区域称为可变状态。Erlang是一个函数式语言，不存在可变状态。

当多核编程来临的时候，我们会发现采用不可变状态带来的好处是难以估量的。

像C或者JAVA这样的传统语言在为多核CPU编程时，遇到内存共享的问题，要想不破坏内存共享就必须在访问时加锁，还要保证在操纵共享内存时程序不会崩溃。而Erlang没有可变状态，也没有共享内存，更没有锁，这些都有利于并行化程序的编写。

那么你又会问，没有变量那怎么去描述X=X+1这种表达式呢？答案很简单，采用一个新的变量，例如X1，使X1=X+1

（好吧。。。其实我看到这里的时候喷了一显示器。。。）

3.3、浮点数

让我们用浮点数做一些运算：

注意，第一行最后是整数“3”，那个点表示结束表达式，而不是小数点，如果要表示一个浮点数应该写成“3.0”

“/”永远返回浮点数，所以第2个表达式中的“4/2”结果不是2，而是2.0。

div和rem表示整数除和取余数。

3.4、原子

在Erlang中，原子用来表示不同的非数字常量值。

    类似于C中的：#define OP_READ 1 这种宏定义。

Erlang中的原子是全局有效的，而且无需使用宏定义或者包含文件。

原子是一串以小写字母开头，后跟数字、字母或者下划线（_）或者邮件符号（@）的字符，

    例如monday、abc_d、aaa@somehost等。

使用单引号引起来的字符也是原子，使用这种形式，我们就能使得原子可以用大写字母作为开头或者包含非数字字符，

    例如‘+’、‘a b c’等。

一个原子的值就是原子自身。

讨论原子或者整数的值听上去多少有些奇怪，但是因为Erlang是个函数式语言，每一个表达式都必须有值，整数和原子这些特别简单的表达式也不例外。

3.5、元组

你若想将一定数量的项组成单一的实体，那么就可以使用元组（tuple）。

将若干个以逗号分隔的值，用一对花括号括起来，就形成了一个元组。

例如一个叫joe的人身高1米8，那么用元组就可以表示为 { joe, 180 }。

元组类似于C中的结构，C语言中要定义point类型的变量p，要这么做：

并通过点来访问一个结构的字段，例如：

但是在Erlang中没有类型声明，因此创建一个point会是这个样子：

这个语句创建了一个元组，并将其绑定给了变量P。

和C不同的是元组没有字段名称，为了方便记忆可以给元组添加一个原子作为其第一个元素，来标记这个元组的含义，

因此我们可以采用 { point, 10, 45 } 来代替上面的元组，这样更清晰。

元组可以嵌套，例如下面的例子：

3.5.1、创建元组

在声明元组时就自动创建了元组，不再使用它们时，元组也随之销毁，Erlang使用垃圾收集器去收回没有使用的内存，因此我们不用担心内存分配的问题。

如果你创建的元组引用了一个已经绑定的变量，那么新元组就会享有这个变量所引用的数据结构。例如：

而若在创建数据结构时试图引用一个未定义的变量，那么系统就会给出一个错误。

3.5.2、从元组中提取字段值

此处就要用到我们之前提到的模式匹配符= 了。

回到之前元组表示点的例子：

若想提出点的坐标值怎么做呢？如下所示：

作为演示，我们使用一个复杂的元组：

下面我们要获取他的姓，按如下写法

最后打印出who

符号_称为匿名变量，与常规变量不同，在同一个模式中的不同地方，各个 _ 所绑定的值不必相同。

3.6、列表

我们用列表存储数目可变的东西，如在商场购买的商品、行星的名字、公交的站点等等。

将若干以逗号分隔的值，用一对方括号括起来，就形成了一个列表。

下面的例子就是一个购物清单的列表：

列表中的各个元素可以有不同的类型，例如

3.6.1、术语

列表的第一个元素称为列表的头（head），那么剩下的，就称为列表的尾（tail）。

列表的头可以是任何东西，但是列表的尾还是一个列表。

访问列表的头是一个非常高效的操作，因此，实际上所有的列表处理函数都是从提取列表的头开始的，先对头进行处理，然后再继续处理列表的尾。

3.6.2、定义列表

如果T是一个列表，那么 [ H | T ] 也是一个列表，这个列表以H为头，以T为尾。

竖线|符号可以将列表的头和尾分隔开，而 [ ] 则是表示空列表。

无论何时，我们用 [ … | T ] 来构建一个列表时，都应保证T是一个列表，如果T是一个列表，那么新的列表就是“正规形式”，反之就是“非正规列表”。大多数函数库都假定列表时正规的，它们不能正确处理非正规列表。

可以用 [ E1, E2, …, En | T ] 这种形式向T的起始处加入多个新元素，例如

3.6.3、从列表中提取元素

我们可以用模式匹配操作从一个列表中获取元素，假定现在有一个非空列表L，那么表达式 【X | Y】=L （X,Y都是变量）可以把列表头提取到X，可以把列表尾提取到Y。

如果我们有个超市购物的列表清单，首先要做的就是把列表分解成头和尾：

那么这个Buy1的值就是 { oranges, 4 } ，ThingsToBuy2的值就是后面元素组成的列表。

3.7、字符串

严格来讲，Erlang没有字符串，字符串实际上就是一个整数列表。

用双引号将一串字符括起来，就形成了一个字符串。例如：

注意，Erlang中只能使用双引号表示字符串，而不能使用单引号。

这里的 ”Hello”仅仅是一个速记形式，实际上它意味着一个整数列表，列表中每一个元素都是相应字符的整数值。

shell打印一串列表值时，只有当列表中的所有整数都是可打印的字符，它才将这个列表当做字符串来打印，例如：

我们无需死记硬背哪个整数表示哪个字符，可以使用$符号来表示字符的整数，例如$a就是一个整数，表示字符a，再有：

字符串中使用的字符集

字符串中的字符是Latin-1（ISO-8859-1），例如一个含有瑞典名字的字符串会被编码成为。

如果在shell中将作为表达式输入，你可能看不到想要的结果，这实际上是显示终端的字符集和区域设定的问题，Erlang对于这类问题束手无策。

3.8、再论模式匹配

逐行研究下表的例子，确保真正掌握了这些

可以在shell中输入 模式=值 来查看运行结果

命令f（）会让shell释放它所绑定过的所有变量，使用这个命令后，所有的变量都变成了自由变量

现在我们对基本的数据类型已经非常熟悉了，对单一赋值和模式匹配也有了了解，因此我们可以加快步伐进入下一章，学习如何定义函数和模块。