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《你好,旧时光》回不去的常青

数学泛函编程(1)-泛函编程是何等落实的

  • 十月 16, 2018
  • 数学
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环视

环视是一模一样种植不捕获分组,它根据某模式之前要下的内容要求配合其他模式。环视也称为零增幅断言。

环视分类 说明 举例
(?=分组) 正前瞻,匹配且要求紧随其后内容为分组匹配的内容 a(?=b),匹配a并且后面坚接着是b的字符串,可以匹配abc但是不匹配acb
(?!分组) 反前瞻,即对正前瞻含义取反,匹配且要求紧随其后内容不为分组匹配的内容 a(?!b),匹配a并且后面坚接着不是b的字符串,可以匹配acb但是不匹配abc
(?<=分组) 正后顾,即对正前瞻方向取反,匹配且要求紧挨着之前的内容为分组匹配的内容 (?<=a)b),匹配b并且前面紧挨着是a的字符串,可以匹配abc但是不匹配cbc
(?<!分组) 反后顾,即对正后顾含义取反,匹配且要求紧挨着之前的内容不为分组匹配的内容 (?<!a)b),匹配b并且前面紧挨着不是a的字符串,可以匹配cbc但是不匹配abc

下面这事例是咱们耳熟能详的OOP风格:

取名分组

前方说捕获分组都是透过岗位编号来拜会,在perl和python、.NET等语言中还支持针对捕获分组命名。这样即便比较容易理解

命名语法 描述
(?<name>分组) 命名分组
(?P<name>分组) python中的命名分组
\k<name> Perl中引用命名分组
\k’name’ Perl中引用命名分组
\g{name} Perl中引用命名分组
\k{name} .NET中引用命名分组
(?P=name) Python中引用命名分组

重复为深处想转,上面例子StringBuilder.append之所以不是纯函数是为StringBuilder是一个情可更改之数据结构(data
structure),是”可改变的“(mutable)数据结构。泛函编程要求尽量利用”不可变更的“(Immutable)数据结构来保管程序的纯洁性。泛函编程就好像是运”不可变更的“数据结构过程的垂死挣扎,起码对己来说是这么的。

不捕获分组

顾名思义,与捕获分组相反,就是无会见用分组匹配的情节在内存中。主要是为着提高性。
动方式:在分组的初始加上?:,例如(?:the)

当把非捕获分组语法中的:换成>常,就改为了原子分组(另一样种不捕获分组),可以进一步升级性能。因为原子分组会将分组内部的追忆操作关闭。

1 val x = new StringBuilder("Hello")
2 x: java.lang.StringBuilder = Hello
3 scala> val r1 = x.append(", World").toString
4 r1: java.lang.String = Hello, World
5 scala> val r2 = x.append(", World").toString
6 r2: java.lang.String = Hello, World, World

参考

《学习正则表达式》
《正则表达式必知必会》

1 val x = "Hello, World"
2 x: java.lang.String = Hello, World
3 scala> val r1 = x.reverse
4 r1: String = dlroW ,olleH
5 scala> val r2 = x.reverse
6 r2: String = dlroW ,olleH

破获分组与后往引用

前的元字符都是指向艰苦挨着前面的一个字符中,例如表达式the{3}匹配theee字符串,假如我们纪念匹配连续三只the字符串怎么收拾也,这就事关到子表达式的定义。

    泛函程序是由纯函数组成。所谓纯函数(Pure
Function)是赖是函数的结果完全要只有依靠它的输入。对于另外一个输入值就见面来一个唯一的均等结果,而休见面因为什么其他的原因影响而改为任何一个两样之结果。一个函数是出于一个还是多只表达式组成。组成一个纯函数的表达式都必是可“等量替换“的,意思是每个表达式都可以用这个表达式的结果替代而无会见潜移默化整函数的作为结果。我丢开了英文Referencial
Transparent的字面意思拿它们翻译成”可等量替换的“。我们得以经过”等量替换“方式来分析了解函数行为。纯函数(Pure
Function)只依靠输入有结果,不会见促成其他”附带影响“(Side
Effect)。所谓”附带影响“是靠计算一个表达式后影响了函数的结果。因为泛函程序是出于纯函数组成,纯函数是”可等量替换的“,具备行为不得变更特点,所以能确保泛函程序的是。

抓获分组与后往引用

当一个模式的任何要么有些情节由一对括号括起来常常,就本着表达式进行了分组(其实就是是在()吃的子表达式),并且把分组匹配到情捕获并且临时存放在内存中。这就算是捕获分组,可以于后面表达式中应用就吃后望引用,或者吃回溯引用。
默认情况下,分组是从漏洞百出至右手依次排序从1编声泪俱下,第一独分组就是1,第二个分组就是2等等。

无限开始之时段支持之编号范围是1到9,现在当已经没有这种范围了。

晚向引用很简单即是一个\或者$末端与相应编号即可。例如\1或者$1就算代表援引第一个捕获分组。

  泛函编程就是拿函数组合起来形成一个完好无损的先后。可想而知,函数组合的过程得是弯曲的,形成的次序可以是错综复杂的。那么泛函编程又是怎管一个扑朔迷离的函数组合程序是是无误的啊?首先,泛函编程的函数组合(Functional
Composition)遵循一定之数学定律(Mathematical
Laws),这管了成的函数具备要求的行为特征(Behavior)。再者,所有组件函数都必具有行为不得变更特点,即无论是以另外场合,都不见面因为起了不同之最终结出如影响其的所作所为。如果是这般,组合函数的行为还是可预知的,那么其当次中之图也即可控了。这个啊不可变更特征解释的够绕的了吧?实际上就吗是泛函编程的基本点所在,我看要么要分解清楚才实施。

扩展:

  • 像egrep中为支持采取\<配合单词开头位置,使用\>匹配单词结尾位置,但是支持这种元字符的编辑器比较少。
  • (?m)是一个分公司匹配模式之记号,放在一个表达式的顶前,会变动字符串位置匹配的一言一行。^不但配合正常的字符串开头还配合配行分隔符(换行符)后面的起来位置;同样$不只配合正常的字符串结尾还配合配行分隔符(换行符)后面的毕位置;此所以法惟有发有正则表达式会支持
选项 描述 支持平台
(?d) Unix中的行 java
(?i) 不区分大小写 PCRE Perl java
(?J) 允许重复的名字 PCRE*
(?m) 多行 PCRE Perl java
(?s) 单行 PCRE Perl java
(?u) Unicode java
(?U) 默认最短匹配,与懒惰型匹配类似 PCRE
(?x) 忽略空格和注释 PCRE Perl Java
(?-…) 复原或关闭选项 PCRE

预先来单超简单的例子:这个表达式 1+1=2足简单了吧。在Scala语言中 “+”
是单函数名称,我们可以规定此“+”函数是个纯函数,因为我们得放心的故结果2来“等量替代”
表达式1+1。

子表达式

将一个表达式匹配的情做啊一个独的因素嵌入到另外一个表达式中,那这个开呢独立元素的表达式就是子表达式,需要使用()载起来。这个跟数学的表达式概念好相近。
并且子表达以及数学表达式还有一个像样之地方就是是,正则表达式的子表达式也可嵌套使用

本节始于说之百般题目虽足以使用子表达式来贯彻,(the){3}纵使会见配合thethethe是字符串。

如果我们又加个条件:我们纪念匹配连续三独the还是连续三单you,怎么落实?这就算是正则表达式的挑选操作符,也吃或操作符了

元字符 说明
| 或操作符,两边的表达式都是一个独立的元素,一般放在()中使用

面的问题就好使正则表达式(the|you){3}来表示

 1 def createErrorMessage(errorCode: Int) : String = {
 2    var result : String = _          //声明一个变量
 3    errorCode match {                //根据不同情况重新对变量result赋值
 4        result = "Network Failure"   // 对变量result赋值
 5      case 2 =>
 6        result = "I/O Failure"       // 对变量result赋值
 7      case _ =>
 8       result = "Unknown Error"      // 对变量result赋值
 9    }
10    return result;            // 返回结果
11 }

懒惰型匹配

引子中的事例中之配合方式是属贪婪行为,就是尽量多的相当内容,像例子中首先个<B>和终极一个</B>中间都于匹配到了,而未随便匹配内容遭是不是留存</B>。
直达一致回中说到之*暨+、{m,}都是所谓的“贪婪型”的。在这同节省吃说道一下和“贪婪型”相反的“懒惰型数学”,就是相当尽可能少的情。

贯彻大简短,就是在原“贪婪型”元字符后面长一个? 号,如下表

贪婪型元字符 懒惰型元字符
* *?
+ +?
{m,} {m,}?

如上是数一数二的指令式编程(Imperative
Programming);通过改变变量值来贯彻程序的状态转变。看看泛函编程例子:

职务匹配

在切实可行的系统受到貌似表达位置的地方即是一个单词的起和最终或者一个字符串的始或者结尾。
注意这境界只是一个职位,例如单词边界匹配的是\w\W里的一个职

元字符 说明 注意
\b 单词边界,单词的开头或者单词的结尾 回退键的元字符是[\b]
\B 表示非单词边界
^ 字符串的开头位置 放在[]中表示取非操作
$ 字符串结尾位置

r1和r2的价值没有更改。那么我们得以说x是不过“等量替换“的。实际上r1和r2也都是只是”等量替换“的,当它出现于有些双重充分之顺序中不时我们一样可利用”等量替换“而非改变程序的所作所为。

引子

落得平等章节分享了正式表达式的入门知识,以及单字符、多配符常用底相当方法,对于工作维护过程被已经够用,但是有时只是使基础知识来落实就会于费心,如果利用高级用法即见面比有利广大。
像:匹配一个HTML文件被有数独<B>标签中之公文。
文件内容:

This offer is not available to customers living in <B>AK</B> and <B>HI</B>

从今达到同样回内容之知可以想到的表达式可能如下:

<[Bb]>.*</[Bb]>

然这表达式配置的结果是AK</B> and <B>HI,而休是我们纪念要之AKHI

 从以上之例证中我们还得得出结论:泛函程序会用常规的逻辑来解,它的来意是可预测的,不易于并发疏忽错误,可以放心使用。

1 val x = new StringBuilder("Hello")
2 x: java.lang.StringBuilder = Hello
3 scala> val y = x.append(", World")
4 y: java.lang.StringBuilder = Hello, World
5 scala> val r1 = y.toString
6 r1: java.lang.String = Hello, World
7 scala> val r2 = y.toString
8 r2: java.lang.String = Hello, World

当我们将 y 用她的表达式替代后:

那么还来只反面教材:

重新来个比像样的事例:

于马上首的结尾顺便示范一下泛函编程的作风:

1 def createErrorMessage(errorCode: Int) : String = errorCode match {
2           case 1 => "Network Failure"
3           case 2 => "I/O Failure"
4           case _ => "Unknown Error"
5 }

咱俩尝试着把 r1 暨 r2 中之 x 用 x 的结果
“Hello, World”来替代:

1 val r1 = "Hello, World".reverse
2 r1: String = dlroW ,olleH
3 scala> val r2 = "Hello, World".reverse
4 r2: String = dlroW ,olleH

一目了然,虽然r1和r2都等于y,但管y用其的结果x.append(“,
World”)替换后r1 ≠
r2。这证明StringBuilder.append不是一个纯函数,我们决不能用她来展开函数组合(Function
Composition),因为做的次序作为是不足预期的。

 
 无“附带影响”、可“等量替换”作为泛函程序正确性的维系,或许在此间当用一些实例来证明:

率先,没有中变量。整个函数简洁明了的大多。不经过中间变量直接回到结果;这即是泛函编程的一个风格特征。

 

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