Опубликован: 17.08.2006 | Доступ: свободный | Студентов: 5321 / 683 | Оценка: 4.49 / 3.94 | Длительность: 20:58:00
ISBN: 978-5-9556-0078-9
Лекция 6:

Хэши

< Лекция 5 || Лекция 6: 12345 || Лекция 7 >
Аннотация: В этой лекции рассматривается еще один встроенный тип данных языка Perl - хэши или ассоциативные массивы, представляющие собой эффективную реализацию словарей данных. Мощные средства работы с хэшами в Perl позволяют удобно обрабатывать данные самого разного назначения. Использование хэшей стало в Perl естественным представлением данных, часто значительно упрощающих алгоритм программы. Цель лекции: познакомиться с многообразием средств для работы с хэшами в Perl. Освоить типичные способы применения ассоциативных массивов для решения прикладных задач.
Ключевые слова: программирование, ассоциативность, связь, наследование, l-r-типа, потомок, агрегация, ключ, структура данных, dictionary, perl, let-выражение, хэш-таблица, hashing, скалярная величина, ссылка, значение, информатика, множество, фрейм, семантическая сеть, базы данных, поиск, коллекция объектов, ядро, INTO-переменные, префикс, литеры, список, исключение, строковый, контекст, операнд, присваивание, неопределенное значение, остов, элемент списка, эквивалентность, массив, пользовательские функции, операция присваивания, копирование, обобщение, целое число, фигурные скобки, curly brace, слово, идентификатор, word, компилятор, счетчик, файл, регулярное выражение, уникальный ключ, дублирование данных, функция, EXISTS, истина, define, ложь, deletion, аргумент функции, сортировка, цикла, foreach, встроенная функция, итератор, обратный, reversibility, обратная функция, инвертирование, печать, MAP, print, поток, команда, операционная система, Unix, sorting, slice, перечисление, значение переменной, доступ, полезность, информация, переменные окружения, тип данных, инициализация, variability, программа

Ассоциации и хэши

В программировании ассоциативные связи являются одним из основных видов связей между информационными объектами наряду с наследованием (связями типа "предок-потомок") и агрегацией (связями типа "часть-целое"). Ассоциации позволяют устанавливать необходимые логические связи между сущностями по избранному программистом критерию. Ассоциативная связь подобна стрелке на схеме, направленной от одного объекта к другому. Часто ассоциации используются для нахождения по заданной величине соответствующего значения. В этом случае две части ассоциативной связи соответственно называют поисковым ключом (key) и значением (value), ассоциированным с этим ключом. На этом принципе основана классическая структура данных, называемая словарем (dictionary).

В языке Perl для выражения ассоциаций имеются ассоциативные массивы или хэш-таблицы, которые для краткости принято называть хэшами. Хэш (hash) представляет из себя набор ассоциативных связей. Ключом хэша может быть любая скалярная величина: строка, ссылка, целое или дробное число, автоматически преобразуемое в строку. Причем значения всех ключей в хэше уникальны, поскольку внутренняя организация хэша не допускает ключей с одинаковыми значениями. Ассоциированное с ключом значение может быть любой скалярной величиной. Хэши сочетают в себе ряд привлекательных качеств: гибкость, мощь, быстроту и удобство работы. Поэтому они весьма часто используются при программировании на Perl самых различных задач. С помощью хэшей можно моделировать понятия из математики, информатики, лингвистики и других областей знаний: множества, словари, фреймы, семантические сети, программные объекты и простые базы данных. Размер хэша в Perl ограничен только доступной программе памятью, поэтому хэши позволяют эффективно обрабатывать большие объемы данных, в которых требуется выполнять быстрый поиск. Примечательно то, что в других языках ассоциативные массивы реализованы в виде коллекций объектов в библиотечных модулях, а в языке Perl хэши встроены в ядро языка, что обеспечивает их максимально эффективную работу.

Хэши - переменные и литералы

В программе хэш представляется в виде переменной, имеющей тип хэша, которая записывается с разыменовывающим префиксом % перед именем. Этот префикс обозначает, что это переменная-хэш, в которой хранится набор ассоциативных связей, иначе говоря, пар "ключ - значение":

%hash # переменная-хэш

Непосредственные величины ключей и значений хэша могут быть представлены в виде списочного литерала, который записывается как список в круглых скобках, состоящий из элементов хэша. Каждый элемент в литерале состоит из двух частей: поискового ключа и связанного с ним значения, разделенных символами =>, например:

('версия' => 5.8, 'язык' => 'Perl')    # ключ - строка
(3.14 => 'число Пи')                   # ключ - дробь
(1 => 'one', 2 => 'two', 3 => 'three') # ключ - целое
($key1 => $value1, $key2 => $value2)   # ключ в переменной

Операция => эквивалентна запятой, за исключением того, что она создает строковый контекст, так что ее левый операнд автоматически преобразуется к строке. Именно поэтому числа в этом примере записаны без кавычек. Литеральные списки, содержащие ассоциативные пары, обычно применяются для присваивания хэшам начальных значений:

%quarter1 = (1 => 'январь', 2 => 'февраль', 3 => 'март');
%dns = ($site => $ip, 'www.perl.com' => '208.201.239.36');
%empty = (); # пустой список удаляет все элементы хэша

Если в качестве ключа хэша используется переменная с неопределенным значением, то оно преобразуется в пустую строку, которая и станет поисковым ключом. Значения ключей в хэше уникальны, поэтому хэш часто используется для моделирования множества или простой базы данных с уникальным поисковым индексом. При добавлении нескольких элементов с одинаковыми ключами в хэше остается только последний добавленный:

%num2word = (10 => 'десять', 5 => 'пять', 10 => 'ten');
# в %num2word останется только (5 => 'пять', 10 => 'ten')

Ситуация, когда с поисковым ключом хэша ассоциируется неопределенное значение, считается нормальной. Это чаще всего означает, что связанное с ключом значение будет добавлено позднее.

Начальные значения элементов хэша могут браться из любого списка, при этом значения нечетных элементов списка становятся в хэше ключами, а четных - ассоциированными с этими ключами значениями. Так что два следующих присваивания эквивалентны:

%dictionary = ('я' => 'I', 'он' => 'he', 'она' => 'she');
%dictionary = ('я', 'I', 'он', 'he', 'она', 'she');

И конечно, для заполнения хэша элементами вместо списочного литерала можно использовать массив, содержащий пары "ключ - значение":

%dictionary = @list_of_key_value_pairs; # массив пар

В повседневной работе хэш заполняется данными из списка, который считывается из файла или генерируется при помощи пользовательской функции.

Следует иметь в виду, что, в отличие от массивов, элементы в хэше не упорядочены, и порядок следования элементов при добавлении элементов в хэш и при выборке их из хэша обычно не совпадает. Все значения, хранящиеся в хэше, можно преобразовать в список, если употребить переменную-хэш в списочном контексте в правой части операции присваивания. Вот так:

@key_value_list = %hash; # список ключей и значений

При этом в список будут помещены все ассоциативные пары из хэша, и ключи станут нечетными элементами списка, а значения - четными. Порядок копирования в массив ассоциативных пар заранее не известен.

< Лекция 5 || Лекция 6: 12345 || Лекция 7 >
Галина Башкирова
Галина Башкирова

Здравствуйте, недавно закончила курс по проф веб программиованию, мне прислали методические указания с примерами тем, однако темы там для специальности 

Системный администратор информационно-коммуникационных» систем.
Мне нужно самой найти тему? или делать по высланным темам

 

Константин Моренко
Константин Моренко