Unul dintre cele mai utile lucruri pe care le facem cu ajutorul calculatorului este să prezentăm informații utilizatorului. De aceea, în programare folosim foarte des informații organizate sub formă de text.
Despre text și string
În multe limbaje de programare, un text este reprezentat ca o înșiruire de caractere cuprinsă între ghilimele.
"Acesta este un text în Elixir."
În mod normal, termenul pe care-l folosim pentru text în programare este string.
Cel mai simplu string este cel vid.
"" # string-ul vid este o simplă pereche de ghilimele
Chiar dacă un string vid nu conține informație utilă, el e folositor fiindcă poate fi punctul de plecare atunci când “adunăm” mai multe string-uri laolaltă.
Deși, la prima vedere, e surprinzător, în Elixir nu există un tip de date dedicat pentru string-uri. Acestea sunt implementate în limbaj cu ajutorul altor feluri de date: binary sau charlist. Deocamdată nu ne uităm la aceste tipuri de date, dar e util să știm acest lucru.
Concatenarea string-urilor
Operația de “adunare” a două string-uri se numește concatenare. Practic alipim cele două string-uri și obținem unul nou. În Elixir, string-urile de la care am pornit nu se modifică, nici nu se distrug, ele rămân la fel ca înaintea operației de concatenare. Acest lucru este important și e rezultatul faptului că datele sunt imutabile în Elixir (adică nu se modifică). Rezultatul concatenării este un string nou.
Operația de concatenare se face cu ajutorul operatorului <>:
"Hello" <> "Elixir"
Expresia de mai sus reprezintă concatenarea string-urilor "Hello" și "Elixir". Rezultatul pe care-l obținem este un nou string, "HelloElixir". Am vrea totuși să obținem un text prietenos pentru utilizator. Deci trebuie să punem un spațiu între cuvinte.
Acest lucru s-ar fi întâmplat dacă am fi concatenat string-urile "Hello " și "Elixir". Observă spațiul de la sfârșitul string-ului "Helllo "; el aparține string-ului fiincă este între cele două ghilimele. Deci concatenarea celor două dă rezultatul "Hello Elixir".
Fiindcă facem concatenarea a două string-uri, spunem că operatorul <> este binar – adică primește doi operanzi; lucrează cu două valori și dă un rezultat.
Despre comutativitate
Atunci când concatenăm două string-uri e importantă ordinea în care le punem. De exemplu, poate e destul de evident că
"Functional" <> "Programming"
nu dă același rezultat cu
"Programming" <> "Functional"
Primul exemplu are ca rezultat "FunctionalProgramming", iar cel de-al doilea, "ProgrammingFunctional".
Asta ne dovedește că operația de concatenare nu este comutativă, deci ordinea contează.
Despre asociativitate
Pe de altă parte, putem înlănțui mai multe concatenări, fără să conteze ordinea în care aplicăm operațiile. De exemplu:
"String concatenation " <> "is" <> " associative."
# dă, în final, rezultatul
"String concatenation is associative."
# chiar dacă aplicăm prima concatenare mai întâi,
"String concatenation is" <> " associative."
# sau dacă aplicăm cea de-a doua concatenare mai întâi
"String concatenation " <> "is associative."
Operațiile de concatenare din exemplul anterior se execută de la stânga la dreapta, așa cum am învățat că se evaluează expresiile în mod normal.
Totuși, putem influența ordinea operațiilor, folosind parantezele rotunde:
"String concatenation " <> ("is" <> " associative.")
De data asta, mai întâi se execută cea de-a doua concatenare și obținem expresia
"String concatenation " <> "is associative."
care, în final, este evaluată la valoarea "String concatenation is associative.".
Acum ne dăm seama că nu contează dacă se execută mai întâi prima concatenare sau cea de-a doua, ceea ce dovedește asociativitatea operației. Mai mult, știind ordinea evaluării operațiilor, putem spune despre concatenarea string-urilor că este asociativă la stânga.
Elementul neutru
Elementul neutru față de concatenare este string-ul vid. Asta înseamnă că un string concatenat cu cel vid rezultă string-ul inițial. Deci rezultatul concatenării cu string-ul vid este valoarea celuilalt operand.
De exemplu,
"Elixir is fun" <> ""
# este echivalent cu
"" <> "Elixir is fun"
# și dă rezultatul
"Elixir is fun"
Valoarea string-ului vid este foarte importantă atunci când vrem, de exemplu, să concatenăm o mulțime de string-uri. String-ul vid va fi valoarea inițială pentru un acumulator, iar aceasta nu influențează rezultatul final. Vom vedea lucrul acesta atunci când vom vorbi despre colecții de date.
Interpolare
Uneori, avem un text în interiorul căruia vrem să “lipim” dinamic valori. De exemplu, avem un mesaj pe care vrem să-l dăm utilizatorului în fiecare zi: “Astăzi, un euro valorează X lei”. Acea valoare X ar trebui să fie dinamică și să reflecte rata de schimb a zilei. Dacă afișăm mesajul astăzi, X are o anumită valoare, dar mâine va avea, cel mai probabil, altă valoare.
Rezolvăm problema inserând o expresie Elixir în interiorul șirului de caractere. Elixir va ști că e o expresie ce trebuie evaluată fiindcă o scriem între caracterele #{}.
Pentru exemplul nostru, să presupunem că avem o variabilă exchange_rate, a cărei valoare vrem să o inserăm dinamic în string:
exchange_rate = 4.84
"Astăzi, un euro valorează #{exchange_rate} lei"
Expresia pe care am inserat-o în text e simplă, dar putem scrie expresii oricât de complicate. Expresia este evaluată imediat, iar valoarea rezultată este “lipită” în poziția corespunzătoare din text.
În urma evaluării, rezultatul va fi string-ul “Astăzi, un euro valorează 4.84 lei”.
În termeni tehnici, acest mecanism de inserare a valorii unei expresii într-un șir de caractere se numește interpolare.
String-uri multi-linie
Până acum am folosit doar string-uri care se scriu pe un singur rând, dar nu suntem limitați la asta. Putem avea șiruri de caractere dispuse pe mai multe linii, astfel:
"
Acesta este
un
string
pe mai multe rânduri.
"
Sigils
Un alt feature interesant pe care ni-l pune limbajul la dispoziție e ceva ce se numește sigil. Explicăm cel mai ușor ce înseamnă, printr-un exemplu. Să presupunem că vrem să creăm un string, ca e un citat dintr-o carte. Deci avem nevoie să reprezentăm și caracterele “ghilimele” în șirul de caractere.
În mod normal, caracterul " reprezintă începutul sau sfârșitul unui string și nu e așa ușor să ne dăm seama cum am putea să avem și ghilimele în text. Un sigil ne face viața mai ușoară. Îl definim cu ajutorul construcției ~s(). Revenind la exemplul nostru, putem avea ceva de genul:
~s("By working faithfully eight hours a day, you may eventually get to be a boss and work twelve hours a day." -Robert Frost, American poet)
String-ul rezultat e următorul:
"\"By working faithfully eight hours a day, you may eventually get to be a boss and work twelve hours a day.\" -Robert Frost, American poet"
Deci rezultatul evaluării unui sigil e un string, după ce a trecut anumite caractere speciale (cum ar fi ghilimelele) printr-un proces de transformare, care se numește escaping.
Vedem în șirul de caractere obținut din sigil-ul pe care l-am scris, că ghilimelele sunt prefixate de caracterul backslash (\).
Cu ajutorul caracterului backslash, facem escape caracterelor care au, în mod normal, o semnificație aparte și nu pot fi folosite direct în string-uri. Folosim escaping cu backslash și în cazul caracterelor non-tipăribile, cum ar fi new line. Reprezentăm într-un string caracterul new line prin construcția \n.
Un exemplu, pe care l-am scris în IEx:
iex(7)> my_text = "Împărțim linia\nîn două."
"Împărțim linia\nîn două."
iex(8)> IO.puts(my_text)
Împărțim linia
în două.
:ok
Am creat variabila my_text, ce a fost legată de string-ul “Împărțim linia\nîn două.”. Atunci când afișăm pe ecran conținutul șirului de caractere cu funcția IO.puts/2, vedem că apare pe două rânduri, fiindcă ăsta e rolul lui new line, să despartă reprezentarea pe ecran, adăugând un rând nou.
Modulul String
Tot ce avem nevoie să știm despre string-uri găsim în documentația Elixir, în special uitându-ne la modulul String: https://hexdocs.pm/elixir/String.html.
Pe lângă informații generale despre lucrul cu șiruri de caractere, găsim în documentație că modulul String ne pune la dispoziție multe funcții utile, cum ar fi length/1, care ne dă lungimea unui string sau upcase/2, ce transformă în majuscule toate literele din text.
Concluzii
String-urile sunt date cu care lucrăm în majoritatea programelor pe care le scriem, indiferent de limbajul de programare pe care îl alegem. Ele ne permit să prezentăm utilizatorului informații în forma pe care o dorim. Dacă învățăm să folosim String-urile bine, vom fi programatori fericiți pe întreaga durată a carierei noastre. :)