Elixir 简明笔记（六）--- 元组

编程语言都有类似集合的容器类型。最典型的莫过于数组和哈希结构。

通常数组是一些列有序元素的集合。有的语言的数组需要初始化大小，有的则是动态变化。那些动态变化的数组，在高级语言通常是列表。当然也有一些序列集合一旦创建了，就不能改变，这类序列通常称之为元组（tuple）。

元组

Elixir中的元组是一组有序的数据集合。元组的项目元素可以是任意的Elixir数据类型，元组还可以嵌套。

元组使用花括号定义，这个估计是Elixir特有，大多数语言如Python，Swift的元组都使用小括号。而使用花括号定义字典（python）或者对象（javascript）这样的哈希结构。

实际上，Elixir的元组使用也类似这样的字典。怎么说呢，先看几个元组的例子了：

iex(1)> {1, 2}
{1, 2}
iex(2)> {1, "2"}
{1, "2"}
iex(3)> {:ok, 42, "next", 'elixr'}
{:ok, 42, "next", 'elixr'}
iex(4)> {:error, :enoent}
{:error, :enoent}

可以看到，Elixir的元组很灵活，可是，通常定义的元组都是2~4个元素。这样的定义，恰好和字典很像。例如这个{:ok, "message"} 第一个元素是一个原子，第二个元素是一个字符串。之所以这样定义，是因为编程的时候，函数返回的可能不仅仅是一个值，而是好几个值，那么就可以把返回的好几个值放入元组之中。返回的值又可以使用元组来做模式匹配。这样一个单元的小对，后面还可以用来组成关键字列表。

元组与模式匹配

我们知道，凡是数据结构一致，就可以使用模式匹配。

iex(1)> {status, count, action} = {:ok, 42, "next"}
{:ok, 42, "next"}
iex(2)> status
:ok
iex(3)> count
42
iex(4)> action
"next"

正如上面提到，可以把函数返回的多个值放入元组内。通过元组的模式匹配获得返回的值。例如文件的API操作：

iex(1)> {status, file} = File.open("hello.exs")
{:ok, #PID<0.60.0>}
iex(2)> {status, file} = File.open("nofile")
{:error, :enoent}

File模块的open方法，接受一个文件路径作为参赛，返回一个元组，元组的第一个元素为打开文件的状态。:ok表示打开成功，:error则打开失败。第二个元素对于打开成功的文件，返回一个文件资源的句柄。

通过元组的模式匹配，很容易的就解包函数的返回值。

元组的基本操作

元组都有下标索引，索引从零开始。可以借助函数elem通过索引访问元素。

iex(5)> t
{:ok, 1, "hello", {1, 2}}
iex(6)> elem t, 1
1
iex(7)> elem t, 0
:ok

在Elixir中，函数调用的小括号是可以省略的。elem t, 1等价于 elem(t, 1)。

可以使用tuple_size 获取元组的元素个数

iex(8)> tuple_size t
4

可以使用 put_elem “改变”元组元素的值。

iex(9)> t
{:ok, 1, "hello", {1, 2}}
iex(10)> elem t, 2
"hello"
iex(11)> pelem t, 2
put_elem/3    put_in/2      put_in/3      pwd/0
iex(11)> put_elem t, 2, "hello world"
{:ok, 1, "hello world", {1, 2}}
iex(12)> t
{:ok, 1, "hello", {1, 2}}

注意这里的"改变"的含义。元组与其他Elixir数据结构一样，都是不可变的。这也是函数式语言的一大特性。put_elem 并没有改变元素的元组t，而是返回了一个新的元组，新的元组的第三个元素与旧的不一样。

至于为什么这样的更新而又不改变，如何理解Elixir中的不可变性呢？下一节我们再来探讨。