Y 分钟学 clojure

源代码下载： learnclojure-cn.clj

Clojure是运行在JVM上的Lisp家族中的一员。她比Common Lisp更强调纯函数式编程，且自发布时便包含了一组工具来处理状态。

这种组合让她能十分简单且自动地处理并发问题。

(你需要使用Clojure 1.2或更新的发行版)

; 注释以分号开始。

Clojure代码由一个个form组成， 即写在小括号里的由空格分开的一组语句。
Clojure解释器会把第一个元素当做一个函数或者宏来调用，其余的被认为是参数。

Clojure代码的第一条语句一般是用ns来指定当前的命名空间。

(ns learnclojure)

str会使用所有参数来创建一个字符串

(str "Hello" " " "World") ; => "Hello World"

数学计算比较直观

(+ 1 1) ; => 2
(- 2 1) ; => 1
(* 1 2) ; => 2
(/ 2 1) ; => 2

等号是 =

(= 1 1) ; => true
(= 2 1) ; => false

逻辑非

(not true) ; => false

嵌套的form工作起来应该和你预想的一样

(+ 1 (- 3 2)) ; = 1 + (3 - 2) => 2

类型

Clojure使用Java的Object来描述布尔值、字符串和数字
用函数 class 来查看具体的类型

(class 1) ; 整形默认是java.lang.Long类型
(class 1.); 浮点默认是java.lang.Double类型的
(class ""); String是java.lang.String类型的，要用双引号引起来
(class false) ; 布尔值是java.lang.Boolean类型的
(class nil); "null"被称作nil

如果你想创建一组数据字面量，用单引号(')来阻止form被解析和求值

'(+ 1 2) ; => (+ 1 2)

单引号是quote的简写形式，故上式等价于(quote (+ 1 2))

可以对一个引用列表求值

(eval '(+ 1 2)) ; => 3

集合（Collection）和序列

List的底层实现是链表，Vector的底层实现是数组
二者也都是java类

(class [1 2 3]); => clojure.lang.PersistentVector
(class '(1 2 3)); => clojure.lang.PersistentList

list本可以写成(1 2 3), 但必须用引用来避免被解释器当做函数来求值。
(list 1 2 3)等价于'(1 2 3)

集合其实就是一组数据
List和Vector都是集合:

(coll? '(1 2 3)) ; => true
(coll? [1 2 3]) ; => true

序列 (seqs) 是数据列表的抽象描述
只有列表才可称作序列。

(seq? '(1 2 3)) ; => true
(seq? [1 2 3]) ; => false

序列被访问时只需要提供一个值，所以序列可以被惰性加载——也就意味着可以定义一个无限序列：

(range 4) ; => (0 1 2 3)
(range) ; => (0 1 2 3 4 ...) (无限序列)
(take 4 (range)) ;  (0 1 2 3)

cons用以向列表或向量的起始位置添加元素

(cons 4 [1 2 3]) ; => (4 1 2 3)
(cons 4 '(1 2 3)) ; => (4 1 2 3)

conj将以最高效的方式向集合中添加元素。
对于列表，数据会在起始位置插入，而对于向量，则在末尾位置插入。

(conj [1 2 3] 4) ; => [1 2 3 4]
(conj '(1 2 3) 4) ; => (4 1 2 3)

用concat来合并列表或向量

(concat [1 2] '(3 4)) ; => (1 2 3 4)

用filter来过滤集合中的元素，用map来根据指定的函数来映射得到一个新的集合

(map inc [1 2 3]) ; => (2 3 4)
(filter even? [1 2 3]) ; => (2)

recuce使用函数来规约集合

(reduce + [1 2 3 4])
; = (+ (+ (+ 1 2) 3) 4)
; => 10

reduce还能指定一个初始参数

(reduce conj [] '(3 2 1))
; = (conj (conj (conj [] 3) 2) 1)
; => [3 2 1]

函数

用fn来创建函数。函数的返回值是最后一个表达式的值

(fn [] "Hello World") ; => fn

你需要再嵌套一组小括号来调用它

((fn [] "Hello World")) ; => "Hello World"

你可以用def来创建一个变量（var）

(def x 1)
x ; => 1

将函数定义为一个变量（var）

(def hello-world (fn [] "Hello World"))
(hello-world) ; => "Hello World"

你可用defn来简化函数的定义

(defn hello-world [] "Hello World")

中括号内的内容是函数的参数。

(defn hello [name]
  (str "Hello " name))
(hello "Steve") ; => "Hello Steve"

你还可以用这种简写的方式来创建函数：

(def hello2 #(str "Hello " %1))
(hello2 "Fanny") ; => "Hello Fanny"

函数也可以有多个参数列表。

(defn hello3
  ([] "Hello World")
  ([name] (str "Hello " name)))
(hello3 "Jake") ; => "Hello Jake"
(hello3) ; => "Hello World"

可以定义变参函数，即把&后面的参数全部放入一个序列

(defn count-args [& args]
  (str "You passed " (count args) " args: " args))
(count-args 1 2 3) ; => "You passed 3 args: (1 2 3)"

可以混用定参和变参（用&来界定）

(defn hello-count [name & args]
  (str "Hello " name ", you passed " (count args) " extra args"))
(hello-count "Finn" 1 2 3)
; => "Hello Finn, you passed 3 extra args"

哈希表

基于hash的map和基于数组的map（即arraymap）实现了相同的接口，hashmap查询起来比较快，
但不保证元素的顺序。

(class {:a 1 :b 2 :c 3}) ; => clojure.lang.PersistentArrayMap
(class (hash-map :a 1 :b 2 :c 3)) ; => clojure.lang.PersistentHashMap

arraymap在足够大的时候，大多数操作会将其自动转换成hashmap，
所以不用担心(对大的arraymap的查询性能)。

map支持很多类型的key，但推荐使用keyword类型
keyword类型和字符串类似，但做了一些优化。

(class :a) ; => clojure.lang.Keyword

(def stringmap {"a" 1, "b" 2, "c" 3})
stringmap  ; => {"a" 1, "b" 2, "c" 3}

(def keymap {:a 1, :b 2, :c 3})
keymap ; => {:a 1, :c 3, :b 2}

顺便说一下，map里的逗号是可有可无的，作用只是提高map的可读性。

从map中查找元素就像把map名作为函数调用一样。

(stringmap "a") ; => 1
(keymap :a) ; => 1

可以把keyword写在前面来从map中查找元素。

(:b keymap) ; => 2

但不要试图用字符串类型的key来这么做。

("a" stringmap)
; => Exception: java.lang.String cannot be cast to clojure.lang.IFn

查找不存在的key会返回nil。

(stringmap "d") ; => nil

用assoc函数来向hashmap里添加元素

(def newkeymap (assoc keymap :d 4))
newkeymap ; => {:a 1, :b 2, :c 3, :d 4}

但是要记住的是clojure的数据类型是不可变的！

keymap ; => {:a 1, :b 2, :c 3}

用dissoc来移除元素

(dissoc keymap :a :b) ; => {:c 3}

集合（Set）

(class #{1 2 3}) ; => clojure.lang.PersistentHashSet
(set [1 2 3 1 2 3 3 2 1 3 2 1]) ; => #{1 2 3}

用conj新增元素

(conj #{1 2 3} 4) ; => #{1 2 3 4}

用disj移除元素

(disj #{1 2 3} 1) ; => #{2 3}

把集合当做函数调用来检查元素是否存在:

(#{1 2 3} 1) ; => 1
(#{1 2 3} 4) ; => nil

在clojure.sets模块下有很多相关函数。

常用的form

clojure里的逻辑控制结构都是用宏（macro）实现的，这在语法上看起来没什么不同。

(if false "a" "b") ; => "b"
(if false "a") ; => nil

用let来创建临时的绑定变量。

(let [a 1 b 2]
  (> a b)) ; => false

用do将多个语句组合在一起依次执行

(do
  (print "Hello")
  "World") ; => "World" (prints "Hello")

函数定义里有一个隐式的do

(defn print-and-say-hello [name]
  (print "Saying hello to " name)
  (str "Hello " name))
(print-and-say-hello "Jeff") ;=> "Hello Jeff" (prints "Saying hello to Jeff")

let也是如此

(let [name "Urkel"]
  (print "Saying hello to " name)
  (str "Hello " name)) ; => "Hello Urkel" (prints "Saying hello to Urkel")

模块

用use来导入模块里的所有函数

(use 'clojure.set)

然后就可以使用set相关的函数了

(intersection #{1 2 3} #{2 3 4}) ; => #{2 3}
(difference #{1 2 3} #{2 3 4}) ; => #{1}

你也可以从一个模块里导入一部分函数。

(use '[clojure.set :only [intersection]])

用require来导入一个模块

(require 'clojure.string)

用/来调用模块里的函数
下面是从模块clojure.string里调用blank?函数。

(clojure.string/blank? "") ; => true

在import里你可以给模块名指定一个较短的别名。

(require '[clojure.string :as str])
(str/replace "This is a test." #"[a-o]" str/upper-case) ; => "THIs Is A tEst."

#""用来表示一个正则表达式

你可以在一个namespace定义里用:require的方式来require（或use，但最好不要用）模块。
这样的话你无需引用模块列表。

(ns test
  (:require
    [clojure.string :as str]
    [clojure.set :as set]))

Java

Java有大量的优秀的库，你肯定想学会如何用clojure来使用这些Java库。

用import来导入java类

(import java.util.Date)

也可以在ns定义里导入

(ns test
  (:import java.util.Date
           java.util.Calendar))

用类名末尾加.的方式来new一个Java对象

(Date.) ; <a date object>

用.操作符来调用方法，或者用.method的简化方式。

(. (Date.) getTime) ; <a timestamp>
(.getTime (Date.)) ; 和上例一样。

用/调用静态方法

(System/currentTimeMillis) ; <a timestamp> (system is always present)

用doto来更方便的使用（可变）类。

(import java.util.Calendar)
(doto (Calendar/getInstance)
  (.set 2000 1 1 0 0 0)
  .getTime) ; => A Date. set to 2000-01-01 00:00:00

STM

软件内存事务（Software Transactional Memory）被clojure用来处理持久化的状态。
clojure里内置了一些结构来使用STM。
atom是最简单的。给它传一个初始值

(def my-atom (atom {}))

用swap!更新atom。
swap!会以atom的当前值为第一个参数来调用一个指定的函数，
swap其余的参数作为该函数的第二个参数。

(swap! my-atom assoc :a 1) ; Sets my-atom to the result of (assoc {} :a 1)
(swap! my-atom assoc :b 2) ; Sets my-atom to the result of (assoc {:a 1} :b 2)

用@读取atom的值

my-atom  ;=> Atom<#...> (返回Atom对象)
@my-atom ; => {:a 1 :b 2}

下例是一个使用atom实现的简单计数器

(def counter (atom 0))
(defn inc-counter []
  (swap! counter inc))

(inc-counter)
(inc-counter)
(inc-counter)
(inc-counter)
(inc-counter)

@counter ; => 5

其他STM相关的结构是ref和agent.
; Refs: http://clojure.org/refs
; Agents: http://clojure.org/agents

进阶读物

本文肯定不足以讲述关于clojure的一切，但是希望足以让你迈出第一步。

Clojure.org官网有很多文章:
http://clojure.org/

Clojuredocs.org有大多数核心函数的文档，还带了示例哦:
http://clojuredocs.org/quickref/Clojure%20Core

4Clojure是个很赞的用来练习clojure/FP技能的地方:
http://www.4clojure.com/

Clojure-doc.org 有很多入门级的文章:
http://clojure-doc.org/

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有建议？或者发现什么错误？在Github上开一个issue，或者发起pull request！

原著Adam Bard，并由0个好心人修改。
© 2022 Adam Bard
Translated by: Bill Zhang
本作品采用 CC BY-SA 3.0 协议进行许可。