5-case

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2023-12-01

本章讲解case，cond和if的流程控制结构。

5.1-case

case将一个值与许多模式进行匹配，直到找到一个匹配成功的：

iex> case {1, 2, 3} do
...>   {4, 5, 6} ->
...>     "This clause won't match"
...>   {1, x, 3} ->
...>     "This clause will match and bind x to 2 in this clause"
...>   _ ->
...>     "This clause would match any value"
...> end

如果与一个已赋值的变量做比较，要用pin运算符(^)标记该变量：

iex> x = 1
1
iex> case 10 do
...>   ^x -> "Won't match"
...>   _  -> "Will match"
...> end

可以加上卫兵子句（guard clauses）提供额外的条件：

iex> case {1, 2, 3} do
...>   {1, x, 3} when x > 0 ->
...>     "Will match"
...>   _ ->
...>     "Won't match"
...> end

于是上面例子中，第一个待比较的模式多了一个条件：x必须是正数。

5.2-卫兵子句中的表达式

Erlang中只允许以下表达式出现在卫兵子句中：

比较运算符（==，!=，===，!==，>，<，<=，>=）
布尔运算符（and，or）以及否定运算符（not，!）
算数运算符（+，-，*，/）
<>和++如果左端是字面值
in运算符
以下类型判断函数：
- is_atom/1
- is_binary/1
- is_bitstring/1
- is_boolean/1
- is_float/1
- is_function/1
- is_function/2
- is_integer/1
- is_list/1
- is_map/1
- is_number/1
- is_pid/1
- is_reference/1
- is_tuple/1
外加以下函数：
- abs(number)
- bit_size(bitstring)
- byte_size(bitstring)
- div(integer, integer)
- elem(tuple, n)
- hd(list)
- length(list)
- map_size(map)
- node()
- node(pid | ref | port)
- rem(integer, integer)
- round(number)
- self()
- tl(list)
- trunc(number)
- tuple_size(tuple)

记住，卫兵子句中出现的错误不会漏出，只会简单地让卫兵条件失败：

iex> hd(1)
** (ArgumentError) argument error
    :erlang.hd(1)
iex> case 1 do
...>   x when hd(x) -> "Won't match"
...>   x -> "Got: #{x}"
...> end
"Got 1"

如果case中没有一条模式能匹配，会报错：

iex> case :ok do
...>   :error -> "Won't match"
...> end
** (CaseClauseError) no case clause matching: :ok

匿名函数也可以像下面这样，用多个模式或卫兵条件来灵活地匹配该函数的参数：

iex> f = fn
...>   x, y when x > 0 -> x + y
...>   x, y -> x * y
...> end
#Function<12.71889879/2 in :erl_eval.expr/5>
iex> f.(1, 3)
4
iex> f.(-1, 3)
-3

需要注意的是，所有case模式中表示的参数个数必须一致，否则会报错。
上面的例子两个待匹配模式都是x，y。如果再有一个模式表示的参数是x，y，z，那就不行：

iex(5)> f2 = fn
...(5)>   x,y -> x+y
...(5)>   x,y,z -> x+y+z
...(5)> end
** (CompileError) iex:5: cannot mix clauses with different arities in function definition
    (elixir) src/elixir_translator.erl:17: :elixir_translator.translate/2

5.3-cond

case是拿一个值去同多个值或模式进行匹配，匹配了就执行那个分支的语句。
然而，许多情况下我们要检查不同的条件，找到第一个结果为true的，执行它的分支。
这时我们用cond：

iex> cond do
...>   2 + 2 == 5 ->
...>     "This will not be true"
...>   2 * 2 == 3 ->
...>     "Nor this"
...>   1 + 1 == 2 ->
...>     "But this will"
...> end
"But this will"

这样的写法和命令式语言里的else if差不多一个意思（尽管很少这么写）。

如果没有一个条件结果为true，会报错。因此，实际应用中通常会使用true作为最后一个条件。
因为即使上面的条件没有一个是true，那么该cond表达式至少还可以执行这最后一个分支：

iex> cond do
...>   2 + 2 == 5 ->
...>     "This is never true"
...>   2 * 2 == 3 ->
...>     "Nor this"
...>   true ->
...>     "This is always true (equivalent to else)"
...> end

用法就好像许多语言中，switch语句中的default一样。

最后需要注意的是，cond视所有非false和nil的值为true：

iex> cond do
...>   hd([1,2,3]) ->
...>     "1 is considered as true"
...> end
"1 is considered as true"

5.4 if和unless

除了case和cond，Elixir还提供了两很常用的宏：if/2和unless/2，
用它们检查单个条件：

iex> if true do
...>   "This works!"
...> end
"This works!"
iex> unless true do
...>   "This will never be seen"
...> end
nil

如果给if/2的条件结果为false或者nil，那么它在do/end间的语句块就不会执行，
该表达式返回nil。unless/2相反。

它们都支持else语句块：

iex> if nil do
...>   "This won't be seen"
...> else
...>   "This will"
...> end
"This will"

有趣的是，if/2和unless/2是以宏的形式提供的，而不像在很多语言中那样是语句。
可以阅读文档或if/2的源码
（Kernel模块）。
Kernel 模块还定义了诸如+/2运算符和is_function/2函数。
它们默认被导入，因而在你的代码中可用。

5.5-`do`语句块

以上讲解的4种流程控制结构：case，cond，if和unless，它们都被包裹在do/end语句块中。
即使我们把if语句写成这样：

iex> if true, do: 1 + 2
3

在Elixir中，do/end语句块方便地将一组表达式传递给do:。以下是等同的：

iex> if true do
...>   a = 1 + 2
...>   a + 10
...> end
13
iex> if true, do: (
...>   a = 1 + 2
...>   a + 10
...> )
13

我们称第二种语法使用了 关键字列表（keyword lists）。我们可以这样传递else：

iex> if false, do: :this, else: :that
:that

注意一点，do/end语句块永远是被绑定在最外层的函数调用上。例如：

iex> is_number if true do
...>  1 + 2
...> end

将被解析为：

iex> is_number(if true) do
...>  1 + 2
...> end

这使得Elixir认为你是要调用函数is_number/2（第一个参数是if true，第二个是语句块）。
这时就需要加上括号解决二义性：

iex> is_number(if true do
...>  1 + 2
...> end)
true

关键字列表在Elixir语言中占有重要地位，在许多函数和宏中都有使用。后文中还会对其进行详解。