你好，集合

It is better to have 100 functions operate on one data structure than 10 functions on 10 data structures. —- Alan J. Perlis

100 个函数操作 1 种数据结构，比 10 个函数操作 10 种数据结构要好 —- Alan J. Perlis

" class="reference-link">Clojure 提供的基本数据结构 [1]

  • list
  • vector
  • map
  • set

而上述 4 种数据结构我们都称之为集合（collection）

集合就是把一些东西放在一起，打个包裹，方便管理。

它们各有特色：

  • list 是 Clojure 中最为简单的数据结构
  • vector 和 list 相似，它支持高效的随机访问
  • map 是一种 “键值对” （Key-Value），在以后的文章中会详细介绍这种数据结构
  • set 是一种不能出现重复元素的集合

然而由于篇幅限制和本人水平有限，并不能详尽的说明每一种集合的每一种用法

以 list 和 vector 作简要介绍

更为详细的内容可以查阅相关 API [2] > 文档

好吧，读完上面的东西你可能想说：什么玩意儿

没事儿，文字描述总是很枯燥，我们更倾向于使用代码来向你介绍，我们使用 list 函数来创建一个 list （列表）

  1. => (list "hello" "list")
  2. ("hello" "list")

如你所见， list 函数的返回值就是一个 list

它的“样子”看起来很眼熟，没错，一个列表里的每一个内容称之为元素

而元素被小括号包围，这就构成了一个列表

此例中的这个 list 包含两个元素 —- 字符串"hello" 和字符串 "list"

你也许已经注意到了，Clojure 语言本身就使用这种数据结构来表示语言本身

使用自身的数据结构来表示自身，这种特征我们给它单独取一个名字，以表示高端，称之为 “同像性” [3] ，又称 “ 代码即数据 ”

（如果你学习过编译相关的知识，你就能立刻发现这种做法的意义。Clojure 和所有的 Lisp 一样，直接使用语法树作为语言本身， 这也是宏（Macro）功能的基础）

—- 单引号 ‘" class="reference-link">Clojure 还提供了一个语法糖 [4] —- 单引号 ‘

它的功能是阻止求值

它的非语法糖形式是 quote

我们知道，在 Clojure 中，位于括号的第一个位置的元素会被认为是一个函数

如果我们使用阻止求值 quote 或者它的语法糖 '，就可以阻止试图求值一切的 Clojure 的一次求值

quote 的返回值是你阻止求值的代码本身（ 同时也是数据 ）

  1. => (quote ("hello" "list"))
  2. ("hello" "list")
  1. => '("hello" "list")
  2. ("hello" "list")

如果不进行阻止求值，那么由于 “hello” 在括号的第一个位置，会被认为是一个函数

然而我们并没有这个函数，自然也就无法得到值，此时程序扔出一个错误

  1. => ("hello" "list")
  2. ClassCastException java.lang.String cannot be cast to clojure.lang.IFn

;意为：某个 String（即字符串）无法被作为 IFn（即函数）来使用

说了一大堆，这和我们的 list 有什么关系呢？

由于语言本身即是一个 list 所以如果阻止它求值，那么我们得到的就是一个 list

所以在某种意义上，上面我们展示的三句代码的效果是相同的

又叙述了一大段的文字说明，你可能会发出这样的疑问，那么这又有什么屁用呢？

我们可以对这个 list 进行操作

这里介绍几个常用的操作：

first 和 second 函数分别用来取出集合中的第一个或第二个元素

  • 使用 first
  1. => (first '("hello" "list"))
  2. hello
  • 使用 second
  1. => (second '("hello" "list"))
  2. list

rest 函数用来返回除了 first 之后的元素，并以 list 的形式作为返回

  1. => (rest '("hello" "list"))
  2. ("list")

nth 函数用来取出指定位置的元素，要取第几个元素的索引值放在第三个参数的位置

  1. => (nth '("hello" "list") 0)
  2. hello

注意，在大多数程序语言中，索引是以 0 开始的，也就是第一个元素的编号为 0，第二个元素的编号为 1 …

和我们的直觉一样，list 是可以嵌套的，这样就使得你可以创造更为复杂的结构

我们来看一下如何操作嵌套结构

  • 获取list的第一个元素
  1. => (first '(("屠龙宝刀" "点击就送") "激光剑" "无尽之刃" "传送枪" "物理学圣剑"))
  2. ("屠龙宝刀" "点击就送")
  • 获取list的第一个元素的最后一个元素
  1. => (second (first '(("屠龙宝刀" "点击就送") "激光剑" "无尽之刃" "传送枪" "物理学圣剑")))
  2. 点击就送

我们来讲解一下上面第二句代码

首先我们有了一个拥有 5 个元素的列表

  1. '(("屠龙宝刀" "点击就送") "激光剑" "无尽之刃" "传送枪" "物理学圣剑"))

这里我们注意，使用 ' 会导致它之后的一个括号中的所有内容都被阻止求值，所以在内层的列表无需再次使用 '

但如果直接使用 list 函数则会出现错误

  1. => (list ("屠龙宝刀" "点击就送") "激光剑" "无尽之刃" "传送枪" "物理学圣剑")
  2. ClassCastException java.lang.String cannot be cast to clojure.lang.IFn

五个元素分别为

　0号 (“屠龙宝刀” “点击就送”)列表也可以作为一个元素（实际上任意表达式都可以作为元素） 　1号 “激光剑”
　2号 “无尽之刃” 　3号 “传送枪”
*　4号 “物理学圣剑”

在它的外面我们套了一层函数 first

  1. (first '(("屠龙宝刀" "点击就送") "激光剑" "无尽之刃" "传送枪" "物理学圣剑"))

first 函数的返回值，等于它的参数的第一个位置所存放的元素

即为 (“屠龙宝刀” “点击就送”)

把这个值作为外层的 second 函数的参数

所以我们就得到了类似的效果

  1. (second '("屠龙宝刀" "点击就送"))

于是取第二个位置，结果为 “点击就送”

（至于字符串显示出来是否还有双引号，不同的环境的结果不同）

下面我们来看一下 vector

我们可以使用 vector 函数来创建一个 vector

  1. => (vector "hello" "vec")
  2. ["hello" "vec"]

注意到 vector 看起和 list 有所不同，它使用中括号来包围元素

这也是我们简便生成它的语法

  1. => ["hello" "vec"]
  2. ["hello" "vec"]

这里并不需要使用阻止求值

还记得本文第一句来自于第一位图灵奖得主 Alan J. Perlis 的格言么？

我们刚学到的可以用于 list 的函数也可以用于 vector

  1. => (first ["hello" "vec"])
  2. hello
  1. => (second ["hello" "vec"])
  2. vec
  1. => (rest ["hello" "vec"])
  2. ("vec") ;虽然这里我们使用 rest 操作的是 vector，但 rest 仍任返回 list 形式
  1. => (nth ["hello" "vec"] 1)
  2. vec

同样可以嵌套

  1. => (second (first [["屠龙宝刀" "点击就送"] "激光剑" "无尽之刃" "传送枪" "物理学圣剑"]))
  2. 点击就送

我们甚至可以在 vector 里嵌套 list，或者在 list 里面嵌套 vector

  1. => (second (first ['("屠龙宝刀" "点击就送") "激光剑" "无尽之刃" "传送枪" "物理学圣剑"]))
  2. 点击就送
  1. => (second (first '(["屠龙宝刀" "点击就送"] "激光剑" "无尽之刃" "传送枪" "物理学圣剑")))
  2. 点击就送

这多亏了不同的数据结构使用了同一套抽象

我们得以用统一的形式（同一函数）来操作不同的数据结构，让你好似在操作同一种数据结构

list 和 vector 有很多共同点，就如同已经向你展示的一样，但 ector 拥有一些其它特性

使用 subvec 函数来取出指定起止位置的内容

后两个参数分别表示起止的索引位置（不包括结束位置元素）

  1. => (subvec [["屠龙宝刀" "点击就送"] "激光剑" "无尽之刃" "传送枪" "物理学圣剑"] 1 3)
  2. ["激光剑" "无尽之刃"]

这个例子给出的起止位置为 1 3，不包括结束位置的元素，于是从 1 开始取到 2
结果组成一个 vector 作为返回值

使用 assoc 来 “改变” 指定位置的内容

后两个参数分别是要 “改变” 的元素的位置，和改变后的值，返回 “改变” 后的结果

  1. => (assoc [["屠龙宝刀" "点击就送"] "激光剑" "无尽之刃" "传送枪" "物理学圣剑"] 1 "lightsaber")
  2. [["屠龙宝刀" "点击就送"]
  3. "lightsaber"
  4. "无尽之刃"
  5. "传送枪"
  6. "物理学圣剑"]

注意我们使用了带引号的 “改变”，这表示实际上并没有对原来的 vector 做出任何改变
这个特性会在之后的文章中进行说明

nth 语意可以直接被使用

  1. => (nth ["hello" "vec"] 1)
  2. vec
  4. => (["hello" "vec"] 1)
  5. vec

其实 ["hello" "vec"] 本身就是个函数，所以可以把它放在函数的位置

这个函数的功能和 nth 一样，所以我们可以方便的从 vector 里面取数据

你可以把你学到 first second rest 用于 map 和 set

但你不能把 nth 用于 map

原因是 map 没有实现 Indexed，而 nth 只能作用于实现了 Indexed 的集合

而 first second rest 可以作用于实现了 Sequence 的集合，所有的 Clojure 集合都实现了 Sequence

map 会在之后的章节中做详细介绍，它是 Clojure 中非常实用的一种数据结构

如果你在阅读本文时感到吃力，你可以先把文中的代码在你的机器上运行一下，观察运行结果，然后试着更改参数，看看返回结果是否满足你的猜想

待你基本了解工作效果之后，再次阅读本文，这种学习方式会帮助你更好地理解本文（或者其它程序设计类教程）

除了本文介绍的方法之外，操作集合的函数还有很多

你可以访问 http://clojuredocs.org/ 查阅 API [2] 的小例子，也可以访问官方网站 http://clojure.github.io/clojure/ 来直接查阅官方 API 说明，英文苦手们可以访问中文翻译项目 http://clojure-api-cn.readthedocs.io/en/latest/

[1]: 数据结构：简单来说，就是如何“摆放”值，和如何对值进行操作的一种抽象 ↩

[2]: Application Programming Interface，即应用编程接口。是一种描述函数如何工作的描述文档 ↩

[3]: 同像性并不是 Clojure 的专利，其它很多语言也具有同像性，包括所有 Lisp 方言、机器语言（汇编语言）、Prolog 等 ↩

[4]: 语法糖：便于程序员书写的一种简化语法的 “甜甜的” 东西 ↩