Текст книги "Программирование на языке Ruby"
Автор книги: Хэл Фултон
Жанр:
Программирование
сообщить о нарушении
Текущая страница: 20 (всего у книги 56 страниц) [доступный отрывок для чтения: 20 страниц]
7.21. Форматирование и печать даты и времени
Для получения канонического представления даты и времени служит метод asctime; У него есть синоним ctime.
Аналогичный результат дает метод to_s. Точно такая же строка будет напечатана, если просто передать объект, представляющий дату и время, методу puts.
С помощью метода strftime класса Time можно отформатировать дату и время почти произвольным образом. В этой главе мы уже встречали спецификаторы %a, %A, %U, %W, %H, %M, %S, %I и %p, а ниже приведены оставшиеся:
%b Сокращенное название месяца ("Jan")
%B Полное название месяца ("January")
%c Предпочтительное представление локальной даты и времени
%d День месяца (1..31)
%j Порядковый номер дня в году (1..366); так называемая «юлианская дата»
%m Номер месяца (1..12)
%w Номер дня недели (0..6)
%x Предпочтительное представление даты без времени
%y Год в двузначном формате (без указания века)
%Y Год в четырехзначном формате
%Z Название часового пояса
%% Знак % (процент)
Дополнительную информацию вы найдете в справочном руководстве по языку Ruby.
7.22. Преобразование часовых поясов
Обычно приходится работать только с двумя часовыми поясами: GMT (или UTC) и тем, в котором вы находитесь.
Метод gmtime преобразует время к поясу GMT (модифицируя сам вызывающий объект). У него есть синоним utc.
Может быть, вы думаете, что можно просто преобразовать момент времени в массив, подменить часовой пояс и выполнить обратное преобразование? Проблема в том, что все методы класса, к примеру local и gm (а также их синонимы mktime и utc), готовы создавать объект Time только в предположении, что указано либо местное время, либо время по Гринвичу.
Есть обходной путь для преобразования часового пояса. Но предполагается, что вы заранее знаете разницу во времени. Взгляните на следующий фрагмент:
mississippi = Time.local(2000,11,13,9,35) # 9:35 am CST
california = mississippi – 2*3600 # Минус два часа.
time1 = mississippi.strftime("%X CST") # 09:35:00 CST
time2 = california.strftime("%X PST") # 07:35:00 PST
Спецификатор %x в методе strftime просто выводит время в формате hh:mm:ss.
7.23. Определение числа дней в месяце
В текущей версии Ruby еще нет встроенной функции для этой цели. Но ее можно без труда написать самостоятельно:
require 'date'
def month_days(month,year=Date.today.year)
mdays = [nil,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31.30,31]
mdays[2] = 29 if Date.leap?(year)
mdays[month]
end
days = month_days(5) # 31 (May)
days = month_days(2,2000) # 29 (February 2000)
days = month_days(2,2100) # 28 (February 2000)
7.24. Разбиение месяца на недели
Представьте, что нужно разбить месяц на недели, например чтобы напечатать календарь. Эту задачу решает приведенный ниже код. Возвращаемый массив состоит из подмассивов, по семь элементов в каждом. При этом первому элементу каждого внутреннего массива соответствует воскресенье. Начальные элементы для первой недели и конечные для второй могут быть равны nil.
def calendar(month,year)
days = month_days(month,year)
t = Time.mktime(year,month,1)
first = t.wday
list = *1..days
weeks = [[]]
week1 = 7 – first
week1.times { weeks[0] << list.shift }
nweeks = list.size/7 + 1
nweeks.times do |i|
weeks[i+1] ||= []
7.times do
break if list.empty?
weeks[i+1] << list.shift
end
end
pad_first = 7-weeks[0].size
pad_first.times { weeks[0].unshift(nil) }
pad_last = 7-weeks[0].size
pad_last.times { weeks[-1].unshift(nil) }
weeks
end
arr = calendar(12,2008) # [[nil, 1, 2, 3, 4, 5, 6],
# [7, 8, 9, 10, 11, 12, 13],
# [14, 15, 16, 17, 18, 19, 20],
# [21, 22, 23, 24, 25, 26, 27],
# [28, 29, 30, 31, nil, nil, nil]]
Чтобы было понятнее, распечатаем этот массив массивов:
def print_calendar(month,year)
weeks = calendar(month,year)
weeks.each do |wk|
wk.each do |d|
item = d.nil? ? " "*4 : " %2d " % d
print item
end
puts
end
puts
end
# Выводится:
# 1 2 3 4 5 6
# 7 8 9 10 11 12 13
# 14 15 16 17 18 19 20
# 21 22 23 24 25 26 27
# 28 29 30 31
7.25. Заключение
В этой главе мы рассмотрели класс Time, который является оберткой для функций из стандартной библиотеки языка С. Были показаны его возможности и ограничения.
Мы также узнали, зачем существуют классы Date и DateTime и какую функциональность они предоставляют. Мы научились выполнять преобразования между этими классами и добавили несколько собственных полезных методов.
На этом обсуждение даты и времени завершается. Переходим к массивам, хэшам и другим перечисляемым структурам в Ruby.
Глава 8. Массивы, хэши и другие перечисляемые структуры
Все детали должны соединяться без усилий. Помните, что механизм, который вы пытаетесь собрать, вами же был и разобран.
Если не удается соединить детали, на то должна быть причина.
Ни в коем случае не пользуйтесь молотком.
Руководство по техническому обслуживанию компании IBM (1925)
Простых переменных для практического программирования недостаточно. В любом современном языке поддерживаются более сложные виды структурированных данных и предоставляются механизмы для создания новых абстрактных типов данных.
Исторически самой первой и широко распространившейся составной структурой данных был массив. Давным-давно, еще в языке ФОРТРАН, массивы назывались индексированными переменными; сегодня они несколько видоизменились, но основная идея во всех языках одна и та же.
Относительно недавно очень популярной структурой стали хэши. Как и массив, хэш представляет собой индексированный набор данных. Но, в отличие от массива, в качестве индекса может выступать любой объект. (В Ruby, как и в большинстве других языков, элементы массива индексируются числами.)
Наконец, мы рассмотрим сам модуль Enumerable и разберемся, как он работает. И массивы, и хэши подмешивают этот модуль. То же самое может сделать и любой другой класс, которому необходима аналогичная функциональность. Но не будем забегать вперед. Начнем с массивов.
8.1. Массивы
В Ruby массивы индексируются целыми числами; индексация начинается с нуля, как в языке С. На этом, впрочем, сходство и заканчивается.
Массивы в Ruby динамические. Можно (хотя это и не обязательно) задать размер массива при создании. Но после создания он может расти без вмешательства со стороны программиста.
Массивы в Ruby неоднородны, то есть в них могут храниться данные разных типов. На самом деле в массиве хранятся только ссылки на объекты, а не объекты как таковые. Исключение составляют только непосредственные значения, например объекта класса Fixnum.
Вместе с массивом хранится и его длина, поэтому нам не нужно тратить время на ее вычисление или сохранение во внешней переменной, обновляемой синхронно с массивом. К тому же итераторы определены таким образом, что на практике нам вообще редко приходится задумываться о длине массива.
Наконец, класс Array в Ruby предоставляет немало полезных функций для работы с массивами: доступ, поиск, конкатенирование и т.п. В этом разделе мы изучим встроенную функциональность и расширим ее.
Для создания массива применяется специальный метод класса []; перечисленные внутри скобок данные помещаются во вновь созданный массив. Ниже показаны три способа вызвать этот метод. (Массивы а, b и с инициализируются одинаково.)
a = Array.[] (1,2,3,4)
b = Array[1,2,3,4]
с = [1,2,3,4]
Имеется также метод класса new, который принимает 0,1 или 2 параметра. Первый параметр задает начальный размер массива (число элементов в нем). Второй определяет начальное значение каждого элемента:
d = Array.new # Создать пустой массив.
е = Array.new(3) # [nil, nil, nil]
f = Array.new(3, "blah") # ["blah", "blah", "blah"]
Обратите особое внимание на последний пример. Типичная «ошибка начинающего» – думать, что все объекты в этом массиве различны. На самом деле это три ссылки на один и тот же объект. Поэтому, если вы его измените (а не замените другим), то изменятся все элементы массива. Чтобы не попасть в эту ловушку, воспользуйтесь блоком. Блок будет вычисляться по одному разу для каждого элемента, поэтому все элементы окажутся различными объектами:
f[0].capitalize! # f равно: ["Blah", "Blah", "Blah"]
g = Array.new(3) { "blah" } # ["blah", "blah", "blah"]
g[0].capitalize! # g равно: ["Blah", "blah", "blah"]
Получить ссылку на элемент и присвоить ему значение можно с помощью методов класса [] и []= соответственно. Каждый из них принимает один целочисленный параметр – либо пару целых чисел (начало и конец), либо диапазон. Отрицательные индексы отсчитываются от конца массива, начиная с -1.
Специальный метод экземпляра at реализует простейший случай получения ссылки на элемент. Поскольку он может принимать только один целочисленный параметр, то работает чуть быстрее.
a = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
b = а[0] # 1
с = a.at(0) # 1
d = а[-2] # 5
е = a.at(-2) # 5
f = а[9] # nil
g = a.at(9) # nil
h = a[3,3] # [4, 5, 6]
i = a[2..4] # [3, 4, 5]
j = a[2...4] # [3, 4]
a[1] = 8 # [1, 8, 3, 4, 5, 6]
a[1,3] = [10, 20, 30] # [1, 10, 20, 30, 5, 6]
a[0..3] = [2, 4, 6, 8] # [2, 4, 6, 8, 5, 6]
a[-1] = 12 # [2, 4, 6, 8, 5, 12]
В следующем примере ссылка на элемент, расположенный за концом массива, приводит к росту массива. Отметим, что подмассив можно заменить другим массивом, содержащим больше элементов, чем было. В этом случае массив также автоматически вырастет.
k = [2, 4, 6, 8, 10]
k[1..2] = [3, 3, 3] # [2, 3, 3, 3, 8, 10]
k[7] = 99 # [2, 3, 3, 3, 8, 10, nil, 99]
Наконец, если одному элементу присвоить в качестве значения массив, то на место этого элемента будет вставлен вложенный массив (в отличие от присваивания диапазону):
m = [1, 3, 5, 7, 9]
m[2] = [20, 30] # [1,3, [20, 30], 7, 9]
# С другой стороны... m = [1, 3, 5, 7, 9]
m[2..2] = [20, 30] # [1, 3, 20, 30, 7, 9]
Метод slice – синоним метода []:
x = [0, 2, 4, 6, 8, 10, 12]
а = x.slice(2) # 4
b = x.slice(2,4) # [4, 6, 8, 10]
с = x.slice(2..4) # [4, 6, 8]
Специальные методы first и last возвращают первый и последний элемент массива соответственно. Если массив пуст, они возвращают nil:
x = %w[alpha beta gamma delta epsilon]
a = x.first # "alpha"
b = x.last # "epsilon"
Мы уже видели ранее, что иногда ссылка на элементы может возвращать целый подмассив. Но существуют и другие способы обратиться к нескольким элементам.
Метод values_at принимает список индексов и возвращает массив, содержащий только указанные элементы. Его можно использовать в тех случаях, когда диапазон не годится (так как нужные элементы находятся не в соседних позициях).
В более ранних версиях Ruby метод values_at назывался indices (синоним indexes). Теперь эти названия не используются.
x = [10, 20, 30, 40, 50, 60]
y = x.values_at(0, 1, 4) # [10, 20, 50]
z = x.values_at(0..2,5) # [10, 20, 30, 60]
Метод length и его синоним size возвращают число элементов в массиве. (Как всегда, эта величина на единицу больше индекса последнего элемента.)
x = ["а", "b", "с", "d"]
а = x.length # 4
b = x.size # 4
Метод nitems отличается от предыдущих тем, что не учитывает элементы равные nil:
у = [1, 2, nil, nil, 3, 4]
с = у.size # 6
d = у.length # 6
е = y.nitems # 4
При сравнении массивов возможны неожиданности – будьте осторожны!
Для сравнения массивов служит метод экземпляра <=>. Он работает так же, как в других контекстах, то есть возвращает -1 (меньше), 0 (равно) или 1 (больше). Методы == и != опираются на реализацию метода <=>.
Массивы сравниваются поэлементно; первая же пара несовпадающих элементов определяет результат всего сравнения. (Предпочтение отдается левее расположенным элементам, как при сравнении двух длинных целых чисел «на глазок», когда мы сравниваем по одной цифре за раз.)
а = [1, 2, 3, 9, 9]
b = [1, 2, 4, 1, 1]
с = а <=> b # -1 (то есть а < b)
Если все элементы равны, то массивы считаются равными. Если один массив длиннее другого и все элементы вплоть до длины более короткого массива равны, то более длинный массив считается большим.
d = [1, 2, 3]
е = [1, 2, 3, 4]
f = [1, 2, 3]
if d < е # false
puts "d меньше e"
end
if d == f
puts "d равно f" # Печатается "d равно f"
end
Поскольку класс Array не подмешивает модуль Comparable, то обычные операторы сравнения <, >, <= и >= для массивов не определены. Но при желании их легко определить самостоятельно:
class Array
def <(other)
(self <=> other) == -1
end
def <=(other)
(self < other) or (self == other)
end
def >(other)
(self <=> other) == 1
end
def >=(other)
(self > other) or (self == other)
end
end
Впрочем, было бы проще включить модуль Comparable:
class Array
include Comparable
end
Определив эти операторы, можно пользоваться ими как обычно:
if а < b
print "а < b" # Печатается "а < b"
else
print "а >= b"
end
if d < e
puts "d < e" # Печатается "d < e"
end
Может статься, что при сравнении массивов мы столкнемся с необходимостью сравнивать два элемента, для которых оператор <=> не определен или не имеет смысла. Следующий код приводит к возбуждению исключения (TypeError) во время выполнения, так как сравнение 3 <=> "x" лишено смысла:
g = [1, 2, 3]
h = [1, 2, "x"]
if g < h # Ошибка!
puts "g < h" # Ничего не выводится.
end
Если и это вас не смущает, то добавим, что сравнение на равенство и неравенство этом случае работает. Объясняется это тем, что объекты разных типов считаются неравными, хотя мы и не можем сказать, какой из них больше.
if g != h # Здесь ошибка не возникает.
puts "g != h" # Печатается "g != h"
end
Наконец, не исключено, что два массива, содержащих несравнимые типы данных, все равно можно сравнить с помощью операторов < и >. В примере ниже мы получаем определенный результат еще до того, как натолкнемся на несравнимые элементы:
i = [1, 2, 3]
j = [1, 2, 3, "x"]
if i < j # Здесь ошибка не возникает.
puts "i < j" # Печатается "i < j"
end
Самый простой способ отсортировать массив – воспользоваться встроенным методом sort:
words = %w(the quick brown fox)
list = words.sort # ["brown", "fox", "quick", "the"]
# Или отсортировать на месте:
words.sort! # ["brown", "fox", "quick", "the"]
Здесь предполагается, что все элементы массива сравнимы между собой. При сортировке неоднородного массива, например [1, 2, "tHRee", 4], обычно возникает ошибка.
В подобных случаях можно воспользоваться также блочной формой того же метода. Ниже предполагается, что у каждого элемента есть хотя бы метод to_s (преобразующий его в строку):
а = [1, 2, "three", "four", 5, 6]
b = a.sort {|x,y| x.to_s <=> y.to_s}
# b равно [1, 2, 5, 6, "four", "three"]
Конечно, подобное упорядочение (в данном случае основанное на кодировке ASCII) может оказаться бессмысленным. При работе с неоднородным массивом нужно прежде всего задать себе вопрос, зачем вообще его сортировать. И почему приходится хранить в массиве объекты разных типов?
Описанная методика работает, потому что блок возвращает целое число (-1.0 или 1) при каждом вызове. Если возвращена -1, то есть x меньше у, то два элемента меняются местами. Чтобы отсортировать массив по убыванию, достаточно все го лишь изменить порядок сравнения:
x = [1, 4, 3, 5, 2]
y = x.sort {|a,b| b <=> а} # [5, 4, 3, 2, 1]
Блоки можно применять и для более сложных сортировок. Предположим, что нужно отсортировать названия книг и фильмов следующим способом: регистр игнорируется, полностью игнорируются пробелы, а также ряд знаков препинания и артикли. Ниже приведен простой пример (и преподаватели английского языка, и программисты будут удивлены таким способом упорядочения по алфавиту).
titles = ["Starship Troopers",
"A Star is Born",
"Star Wars",
"Star 69",
"The Starr Report"]
sorted = titles.sort do |x,y|
# Удалить артикли
a = x.sub(/"(a |an |the )/i, "")
b = y.sub(/"(a |an |the )/i, "")
# Удалить пробелы и знаки препинания
a.delete!(" .,-?!")
b.delete!(" .,-?!")
# Преобразовать в верхний регистр
a.upcase!
b.upcase!
# Сравнить а и b
а <=> b
end
# Теперь sorted равно:
# [ "Star 69", "A Star is Born", "The Starr Report"
# "Starship Troopers", "Star Wars"]
Данный пример не слишком полезен и, конечно, его можно было бы записать более компактно. Но идея в том, что для сравнения двух операндов в определенном порядке над ними можно выполнять произвольно сложный набор операций. (Отметим, однако, что мы не изменили исходные операнды, так как работали с их копиями.) Эта общая техника полезна во многих ситуациях, например для сортировки по нескольким ключам или по ключам, вычисляемым во время выполнения.
В последних версиях Ruby в модуль Enumerable добавлен метод sort_by (который, конечно, подмешивается к классу Array). Важно понимать, что он делает.
В методе sort_by применяется то, что программисты на Perl называют преобразованием Шварца – в честь Рэндала Шварца (Randal Schwartz), внесшего немалый вклад в развитие этого языка. Вместо того чтобы сортировать сами элементы массива, мы применяем к ним некоторую функцию и сортируем возвращаемые ей результаты.
В качестве искусственного примера рассмотрим список файлов, который необходимо отсортировать по размеру. Прямолинейный способ выглядит так:
files = files.sort {|x,y| File.size(x) <=> File.size(y) }
Однако тут есть две проблемы. Во-первых, слишком многословно. Надо бы сделать покомпактнее.
Во-вторых, при такой сортировке приходится многократно обращаться к диску, а это довольно дорогая операция (по сравнению с операциями в оперативной памяти). Хуже того, одна и та же операция может выполняться несколько раз.
Метод sort_by решает обе проблемы. Вот «правильный» способ:
files = files.sort_by {|x| File.size(x) }
Здесь каждый ключ вычисляется ровно один раз, а затем сохраняется в виде пары ключ-данные. Для небольших массивов производительность при таком подходе может даже снизиться, зато код получается более понятным.
Не существует метода sort_by!. Но при желании вы можете написать его самостоятельно.
А как обстоит дело с сортировкой по нескольким ключам? Предположим, что имеется массив объектов, который нужно отсортировать по трем атрибутам: имени, возрасту и росту. Из того, что массивы можно сравнивать, следует, что такое решение будет работать:
list = list.sort_by {|x| [x.name, x.age, x.height] }
Конечно, элементы массива могут быть и не такими простыми. Допустимы произвольно сложные выражения.
8.1.6. Выборка из массива по заданному критериюИногда нужно найти в массиве один или несколько элементов так, как будто мы опрашиваем таблицу в базе данных. Для этого есть несколько способов; рассмотренные ниже реализованы в подмешанном модуле Enumerable.
Метод detect находит не больше одного элемента. Он принимает блок (которому элементы передаются последовательно) и возвращает первый элемент, для которого значение блока оказывается равным true.
x = [5, 8, 12, 9, 4, 30]
# Найти первый элемент, кратный 6.
x.detect {|e| e % 6 == 0 } #12
# Найти первый элемент, кратный 7.
c.detect {|e| e % 7 == 0 } # nil
Разумеется, хранящиеся в массиве объекты могут быть произвольно сложными, равно как и условие, проверяемое в блоке.
Метод find – синоним detect. Метод find_all возвращает несколько элементов, а не один-единственный; select – синоним find_all.
# Продолжение предыдущего примера...
x.find {|e| e % 2 == 0} # 8
x.find_all {|e| e % 2 == 0} # [8, 12, 4, 30]
x.select {|e| e % 2 == 0} # [8, 12, 4, 30]
Метод grep вызывает оператор сравнения (то есть оператор ветвящегося равенства) для сопоставления каждого элемента с заданным образцом. В простейшей форме он возвращает массив, состоящий из элементов, соответствующих образцу. Так как используется оператор ===, то образец не обязан быть регулярным выражением. (Имя grep пришло из UNIX и связано с командой старого редактора g/re/p.)
а = %w[January February March April May]
a.grep(/ary/} # ["January, "February"]
b = [1, 20, 5, 7, 13, 33, 15, 28]
b.grep(12..24) # [20, 13, 15]
Существует также блочная форма, которая позволяет преобразовать каждый результат перед записью в массив. Получающийся в результате массив содержит значения, возвращенные блоком, а не те, что были в блок первоначально переданы:
# продолжение предыдущего примера...
# Будем сохранять длины строк.
a.grep(/ary/) {|m| m.length} # [7, 8]
# Будем сохранять квадраты исходных элементов.
b.grep(12..24) { |n| n*n} # {400, 169, 225}
Метод reject – полная противоположность select. Он исключает из массива элементы, для которых блок возвращает значение true. Имеется также вариант reject! для модификации массива «на месте»:
с = [5, 8, 12, 9, 4, 30]
d = с.reject {|e| е % 2 == 0} # [5, 9]
b.reject! {|e| е % 3 == 0}
# с равно [5, 8, 4]
Методы min и max ищут минимальное и максимальное значение в массиве. У каждого метода есть две формы. В первой используется сравнение «по умолчанию», что бы это ни означало в конкретной ситуации (на базе оператора <=>). Во второй форме применяется блок для выполнения нестандартного сравнения.
а = %w[Elrond Galadriel Aragorn Saruman Legolas]
b = a.min # "Aragorn"
с = a.max # "Saruman"
d = a.min {|x,y| x.reverse <=> y.reverse} # "Elrond"
e = a.max {|x,y| x.reverse <=> y.reverse} # "Legolas"
Чтобы найти индекс минимального или максимального элемента (в предположении, что такой элемент один), применяется метод index:
# Продолжение предыдущего примера...
i = a.index a.min # 2
j = a.index a.max # 3
Такую же технику можно использовать и в других похожих ситуациях. Однако, если элемент не единственный, то будет найден только первый.
