3. Q语言学习之路—Lists

0. 概述

所有Q中的数据类型最终都是由list构造的：一个字段(dictionary)是由一对list构造的；一个表是一个特殊的字典；一个键表（keyed table）是一对表。因此熟悉一下list还是很重要的。

List支持索引取值，并且支持不同元素类型，可以把q list当作动态分配的数组。

1. 简介

1. 定义
一个list是一个存储q data的有序容器，使用括号表示，并且使用分号来分割元素。

q)(1; 1.1; `1)
1
1.1
`1
q)(1;2;3)
1 2 3
q)("a";"b";"c";"d")
"abcd"
q)(`Life;`the;`Universe;`and;`Everything)
`Life`the`Universe`and`Everything
q)(-10.0; 3.1415e; 1b; `abc; "z")
-10f
3.1415e
1b
`abc
"z"
q)((1; 2; 3); (4; 5))
1 2 3
4 5
q)((1; 2; 3); (`1; "2"; 3); 4.4)
1 2 3
(`1;"2";3)
4.4

注意到没个的输出结果不太一样，第一个和最后三个是general list，意味着list中的元素非同质的。

list同样可以被复制给变量：

q)L1:(1;2;3)
q)L2:("z";"a";"p";"h";"o";"d")
q)L3:((1; 2; 3); (`1; "2"; 3); 4.4)

2. count
count相当于length, 返回list中元素的个数， 类型为long

q)count (1;2;3)
3

在q3中，list中元素最多有2^64-1个；在q2中，最多有20亿个。

count也可以对atom进行操作，尽管它们不是list，但仍返回1：

q) count 42
1

类似于count的操作符还有first和last，返回list中第一个和最后一个元素。

2. 简单list

Simple list: 所有list中的元素都是同种类型的，这种列表具有很好的储存和性能（占据连续的储存空间）。

You can always use general list notation, even for simple lists.
当q检测到一个list中元素是同种类型的时候，它会自动地将list转换为简单list。

1. 简单整型list
对于任何数值类的List，在表示的时候，都可以忽略掉括号和分号，元素之间用空格隔开。

q)(100;200;300)
100 200 300
q)100 200 300
100 200 300
q)100 200 300~(100; 200 ; 300)
1b

q)(1h; 2h; 3h)
1 2 3h

注意1 2 3h这种形式的表示，后缀h是作用在整个List的元素上，而(1;2;3h)中后缀h仅仅作用在最后一个元素上，该list是一个general list.

q)(1; 2; 3h)
1
2
3h

2. 简单浮点型list

q)123.4567 9876.543 99
123.4567 9876.543 99

q console压缩了小数部分为0的浮点数，上式中的99不是整型： 即当在一个float list中加入一个看似整型数字的时候，q会认为仅仅省略了数字右边的小数部分，因此你仍然得到的是一个简单浮点型list.

3. 简单Binary list
甚至可以省略空格符,
boolean类型以后缀b结尾：

q)(0b;1b;0b;1b;1b)
01011b
q)01011b
01011b

byte类型以0x开头：

q)(0x20;0xa1;0xff)
0x20a1ff
q)0x20a1ff~(0x20;0xa1;0xff)
1b

GUID类型与integer类型一样，以空格符分离

q)3?0Ng
8c6b8b64-6815-6084-0a3e-178401251b68 5ae7962d-49f2-404d-5aec-f7c8abbae288 5a5..

4. 简单Symbol list
中间没有空格分隔， 如果有空格会报错

q)(`Life;`the;`Universe;`and;`Everything)
`Life`the`Universe`and`Everything
q)`Life`the`Universe`and`Everything
`Life`the`Universe`and`Everything

q)`bad `news
'bad

5. 简单char list和String

char list的简化形式像许多语言中的string类型；事实上， char list被称为string，由于string是list类型，因此不能比较两个不同长度string的大小。

q)("s"; "t"; "r"; "i"; "n"; "g")
"string"
q)"string"
"string"

比较：

q)"string"="text"
'length
q)"string"~"text"
0b

6. 时间类型list
由于它们实际上是整型， 所以简化版本的simple list以空格符进行分隔：

q)(2000.01.01; 2001.01.01; 2002.01.01)
2000.01.01 2001.01.01 2002.01.01
q)(00:00:00.000; 00:00:01.000; 00:00:02.000)
00:00:00.000 00:00:01.000 00:00:02.000

对于混合日期类型的list，所有元素的类型与第一个元素保持一致，可以追加一个类型指定符来指定list元素类型:

q)12:34 01:02:03
12:34:00 01:02:03

q)01:02:03 12:34 11:59:59.999u
01:02 12:34 11:59

3. 空和单例list

1. 一般的空list
以()或( )表示一个空list，其在q console中没有显示。可以使用-3!()来强制显示()。

2. 单例list
一个singleton表示一个只含有一个元素的list. 由于()除了用来生成列表外，还是数学表达式中的符号，单单使用(42)会得到元数据42，因此不可能用()来生成一个单例list.

单例list用函数enlist来创建：

q)enlist 42
,42

只带有一个元素的string不能够被写为"a"，这只是一个character的元数据，应当使用`enlist. This is a common error for qbies.

q)"a"
"a"
q)enlist "a"
, "a"

注意单例并不一定要以atom作为它仅有的元素，它可以是任何q元素：

q)enlist 1 2 3
1 2 3
q)enlist (10 20 30; `a`b`c)
10 20 30 a b c

4. 索引

1. 标识

以[i]的形式：

q)(100; 200; 300)[0]
100
q)100 200 300[0]
100
q)L:100 200 300
q)L[0]
100

2. 索引赋值

q)L:1 2 3
q)L[1]:42
q)L
1 42 3

注意向简单list赋值的时候，赋值类型必须与list元素的类型保持一致，否则会报错。

3. 索引域
如果索引在合理的边界之外，结果不是一个错误，而会返回一个Null值，表示“missing data”， 返回的Null值类型与第一个元素的类型一致。

q)L1:1 2 3 4
q)L1[4]
0N
q)L2:1.1 2.2 3.3
q)L2[-1]
0n
q)L3:(`1; 2; 3.3)
q)L3[0W]
`

4. 空索引和Null项

一个忽略的索引返回整个list:

q)L:10 20 30 40
q)L[]
10 20 30 40

空索引与索引为空的list不同，后者会返回一个空的list，可以用指令-3!来强制显示

q)-3!L[()]
"()"

双冒号::代表nil，即零(无)项，返list所有元素。

q)L[::]
10 20 30 40

同时，在list中使用::可以避免general list在被转换为simple list之后，无法再赋值的情况，具体见下例：

q)L:(::; 1 ; 2 ; 3; `a)
q)L[4]:4
q)L[4]:`a

5. 合并list

1. , join

逗号连接符,右边的list被拷贝到一个左边list的拷贝上，join同时支持atom，即支持作用于单元素。

q)1 2 3,4 5
1 2 3 4 5
q)1,2 3 4
1 2 3 4
q)1 2 3,4
1 2 3 4

可以使用(), x或者x, ()来生成x的单元素list，效果等同于enlist x

2. ^ merge
另一种合并list的方法是，对于两个长度相等的list, 可以使用^对它们合并。其结果是右侧元素占据左侧元素，除非右侧元素为null值。

q)L1:10 0N 30
q)L2:100 200 0N
q)L1^L2
100 200 30

6. list作为map

list将索引i映射到元素L[i]

I    O
0    1 2
1    3 4

7. list 嵌套

1. 深度
list中的元素为list称为嵌套，嵌套的层数为深度depth， atom的depth是0， 简单list的depth为1.

q)L:(1;2;(100;200))
q)count L
3

2. 图例

8. list 多重索引

可以使用L[1][2][0]或者L[1;2;0](注意是分号)来读取元素，前者被称为iterated indexing，后者被称为index at depth。

其中，index at depth方法可以赋值，但是iterated indexing不支持赋值操作：

q)L:(1; (100; 200; (1000 2000 3000 4000)))
q)L[1; 2; 0]: 999
q)L
(1; (100; 200; (999 2000 3000 4000)))
q)L[1][2][0]:42
'assign

构造matrix的一个方法：Reshape操作符#，下面代码中的0N(missing data)类似于python中的-1

q)2 0N#til 10
0 1 2 3 4
5 6 7 8 9
q)0N 3#til 10
0 1 2
3 4 5
6 7 8
,9

9. 使用list索引

1. 提取多个元素
我们可以使用简单list作为索引， 索引可以是任意顺序，甚至可以是重复的。

q)L:100 200 300 400
q)L[0 2]
100 300
q)L[0 2 0]
100 300 100

2. 通过变量索引

q)L
100 200 300 400
q)I:0 2
q)L[I]
100 300

3. 通过嵌套list索引
返回的结果与嵌套索引list具有相同的shape

q)L:100 200 300 400
q)L[(0 1; 2 3)]
100 200
300 400

4. 通过索引list赋值

q)L[1 2 3]:2000 3000 4000

赋值操作是按照从左到右的顺序进行的

q)L[3 2 1]:999 888 777
is equivalent to,
q)L[3]:999
q)L[2]:888
q)L[1]:777

因此，如果对重复项进行赋值的时候，最右边的项被保留下来。

q)L:100 200 300 400
q)L[0 1 0 3]:1000 2000 3000 4000
q)L
3000 2000 300 4000

也可以对多个元素赋同一个值，使用下面的格式：

q)L:100 200 300 400
q)L[1 3]:999
q)L
100 999 300 999

5. 并列索引
可以在list后仅仅使用空格符分隔来索引：

q)L:100 200 300 400
q)L[0]
100
q)L 0
100
q)L[2 1]
300 200
q)L 2 1
300 200
q)I:2 1
q)L I
300 200
q)L ::
100 200 300 400

6. ? 查找
返回右侧元素在左侧list中的位置索引

q)1001 1002 1003?1002
1

如果所查找的元素不在list里，那么将会返回整个list的count值，即长度：

q)1001 1002 1003?1004
3

find操作符右侧同样可以是一个list

q)1001 1002 1003?1003 1001

10. 隐藏的索引

1. 矩阵的隐藏索引

q)m:(1 2 3 4; 100 200 300 400; 1000 2000 3000 4000)
q)m[1;]
100 200 300 400
m[;3]
4 400 4000

2. 深度嵌套list的隐藏索引

q)L:((1 2 3;4 5 6 7);(`a`b`c`d;`z`y`x`;`0`1`2);("now";"is";"the"))
q)L
(1 2 3;4 5 6 7)
(`a`b`c`d;`z`y`x`;`0`1`2)
("now";"is";"the")
q)L[;1;]
4 5 6 7
`z`y`x`
"is"
q)L[;;2]
3 6
`c`x`2
"w e"

其中，L[;1;]表示取所有顶层元素在index 1的所有元素； L[;;2]表示取第二层元素在index 2的元素。

11. 方阵list和矩阵

1. 方阵

方阵list是一个包含长度相等list的list，但这个方阵不一定是传统的矩阵，也可以是嵌套的矩阵，如下所示：

q)L:(1 2 3; (10 20; 100 200; 1000 2000))
q)L
1 2 3
10 20 100 200 1000 2000

可以使用flip函数对方阵进行转置操作，flip操作会分配新的储存空间并且拷贝原数据。

q)L:(1 2 3; 10 20 30; 100 200 300)
q)L
1 2 3
10 20 30
100 200 300
q)flip L
1 10 100
2 20 200
3 30 300

2. 矩阵
矩阵的正式定义是递归的，0维矩阵是一个标量，1维矩阵是一个简单list；对于n>1，n维矩阵是一个size相等的n-1维矩阵的list。

可以通过list来索引一个矩阵：

q)m:(1 2; 10 20; 100 200; 1000 2000)
q)m 0 2
1    2
100  200

12. 一些有用的list操作符

1. til
以一个非负整数作为参数，返回从0开始的连续自然数

q)til 10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
q)1+til 10
q)2*til 10
q)1+2*til 10
q)-5+4*til 3

2. distinct

q)distinct 1 2 3 2 3 4 6 4 3 5 6
1 2 3 4 6 5

3. where
返回1b对应位置上的元素

q)where 101010b
0 2 4

q)L:10 20 30 40 50
q)L[where L>20]:42
q)L
10 20 42 42 42

4. group
返回所有元素出现的位置

q)group "i miss mississippi"
i| 0 3 8 11 14 17
 | 1 6
m| 2 7
s| 4 5 9 10 12 13
p| 15 16

---

End.