[Raku] 程式設計教學：資料型態 (Data Type) 和變數 (Variable)

附註

Perl 6 已經在西元 2019 下半年更名為 Raku。

實字 (Literal)

實字 (literal) 指的是在程式中直接寫死的資料，例如：

• True (布林)
• 3.14159 (數字)
• "Hello World" (字串)
• (1, 2, 3) (串列)

在初期的練習中，我們會用實字來生成程式要用的資料，這樣比較方便。但在實用的程式中，我們會由外部讀入資料，使用實字的機會就少一些。

Raku 的資料型態 (Data Type)

Raku 是物件導向語言，實踐萬物皆物件 (everything is object) 的概念。以下是一些常見的 Raku 物件：

• Bool：布林數
• 數字相關的類別：
  • Int：任意精確度整數
  • Rat：有理數
  • FatRat：任意精確度有理數
  • Num：倍精確度浮點數 (類似 C 語言的 double)
  • Complex：複數
• Str：字串
• 日期相關的類別：
  • Date：日期
  • DateTime：包含時間的日期

由於 Raku 型別系統有複雜的繼承關係，直接看 Raku 官網容易看不懂，先記得幾個常用的資料型態即可。

布林 (Boolean)

布林 (boolean) 只有 True 和 False 兩種值，主要用於條件判斷中。

數字 (Number)

Raku 常用的數字表示方式如下：

• 十進位：12345，最常見的表示法
• 十六進位：:16<FF>
• 八進位：:8<755>
• 二進位：:2<10101>

甚至可以用其他介於 2 至 36 間的位數：

• 五進位：:5<342>
• 三十進位：:30<102squr>

數字可以用底線分隔，視覺上較美觀，如 123_456_789。

Raku 的數字系統和一般程式語言略為不同，以下的程式會引發錯誤：

$ ruby -e 'raise "Unequal" unless 0.1 + 0.2 - 0.3 == 0.0'

但以下的 Raku 程式可正確執行：

$ perl6 -e '0.1 + 0.2 - 0.3 == 0.0 or die "Unequal";'

這是因為 Raku 內部使用 Rat 儲存有理數，不會有浮點數造成的微小誤差。由於這項特性幾乎不會出現在其他程式語言，最好把這項特性當成特例，不要過度依賴這項特性。

字串 (String)

在 Raku 中，用以下方式可以撰寫字串實字：

• 一對單引號
• 一對雙引號
• q 加上成對符號，相當於一對單引號
• qq 加上成對符號，相當於一對雙引號

以下是實例：

q<Hello World> eq "Hello World" or die "It should be equal";

在這個例子中，我們使用兩種方式來撰寫相同的字串實字，故其值相等。

物件 (Object)

除了使用現有的型別外，我們也可以透過物件導向增加新的型別。

Perl 一開始不支援物件導向，Perl 5 的物件系統是後來才附加上去的，相對較為原始。Perl 社群參考 Raku 的物件系統，引入 Moose 後，Perl 5 才有比較進步的物件系統。

相對來說，Raku 支援原生的物件導向語法，和 Moose 的語法差不多。

宣告變數 (Variable)

在電腦程式中，變數 (variable) 是資料的標籤。我們藉由變數來操作資料。這裡以 Raku 的角度來看變數如何使用。

在使用變數前，要先宣告變數。一般來說，使用 my 宣告變數，實例如下：

my $msg = "Hello World";
say $msg;

雖然 Raku 可以用 Unicode 字元宣告變數名稱，因 Unicode 無法直接用鍵盤打出來，建議還是使用英文字母來宣告變數。

選擇性的型別標註

Raku 是動態型別語言，但可選擇性地標註型別，若加入型別標註，Raku 會協助我們檢查變數的型別，型別錯誤時會引發程式錯誤。如以下反例：

my Str $v = "Hello World";

$v = 12345;  # Error.

say $v;

在此反例中，變數 $v 的型別已標註為 Str (字串)，但我們使用整數 12345 重新賦值，這時會引發錯誤。

註：此特性為 gradual typing。

對於簡短的命令稿 (scripts)，通常不會加上型別註記。若要開發套件或中大型程式，加入型別註記對於程式碼品質會有幫助。

宣告常數 (Constant)

對於常數，可改用 constant 宣告，避免無意間修改造成的錯誤，如以下反例會引發錯誤：

constant $pi = 3.14159;

$pi = 4;  # Error.

變數的前綴 (Sigil)

Sigil 是 Perl 家族程式語言的特色，用來當做變數的標註 (annotation)，讓程式設計師一看就知道該變數的形態。

Raku 的變數使用四種 sigil：

• $：用於純量 (scalar)
• @：用於陣列 (array)
• %：用於雜湊 (hash) 或關連性陣列 (associative array)
• &：用於副程式 (subroutine)

在 Perl 5 時，sigil 的規則比較複雜，初學 Perl 的程式人容易搞混。Raku 將 sigil 的規則簡化，變數不需要在不同形態間變換 sigil，同一個變數使用同一種 sigil 即可。

Raku 有許多影響變數可變範圍 (scope) 的語法，像是 twigil 或是其他的變數宣告關鍵字，一開始學習時，不需過度在意這些細節，先用 my 及 constant 宣告變數和常數即可。

特殊變數 (Special Variables)

Raku 有許多特殊變數，但和 Perl 5 的內建變數不同，大部分 Raku 的特殊變數是以字母來標示，比較好閱讀。僅有少數特殊變數用符號表示，如下：

• $_：用於區塊的預設變數
• $/：常規表示式比對的結果
• $!：例外處理的結果

其他的特殊變數請參考 Raku 官網的文件。

建立識別字 (Identifier)

變數名稱在程式中又稱為識別字 (identifier)。識別字原本是沒有意義的，是由程式撰寫者透過宣告變數的方式讓識別字產生意義。在 Raku，有以下三種風格的識別字命名方式：

• PascalCase
• camelCase
• snake_case
• kebab-case

Raku 沒有限制使用那一種變數命名風格，通常是在程式中選擇一種後就保持一致。比較特別的是 Raku 支援 kebab-case。這種命名法通常只會在 Lisp 家族語言看到。

一般程式設計書籍，傾向用簡短的變數名稱，像是 $var、$n、$i 等，這是為了便利性。但是，實際在撰寫程式時，使用有意義的名稱較易閱讀。以下是反例：

$var1 = $var2 * $var3;

雖然這個程式可正確運作，但從程式碼無法得知程式的意圖。將其改寫如下：

$monthly-salary = $daily-rate * $working-days;

對於電腦程式來說，兩個程式的意義相同，但本例較易閱讀，日後要維護也比較方便。

內部用變數，像是迴圈、副程式、類別等，可以用較短的名稱，但對外的變數，則以有意義的名稱較佳。

表達式 (Expression) 和敘述式 (Statement)

表達式 (expression) 指的是會回傳值的代碼，如下：

• 42
• "Hello"
• $n + 1

敘述式 (statement) 則是指會產生某種效果的程式碼，如下：

• my $n;
• $n = 42;
• say "Hello World";

大部分的程式語言，是以指令式 (imperative) 和物件導向 (object-oriented) 為主流範式 (paradigm)；這兩類程式都是以撰寫敘述式為主。