Elixir | Einstieg in Elixir

Einführung

Elixir ist eine dynamische, funktionale Sprache zum Erstellen skalierbarer und wartbarer Anwendungen. Elixir nutzt die Erlang VM, die dafür bekannt ist, verteilte und fehlertolerante Systeme mit geringer Latenz auszuführen.

Außerdem wird Elixir wird erfolgreich in Webentwicklung, eingebetteter Software, Datenaufnahme und Multimediaverarbeitung in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt.

Hier ein erster Blick:

iex> "Elixir" |> String.graphemes() |> Enum.frequencies()
%{"E" => 1, "i" => 2, "l" => 1, "r" => 1, "x" => 1}

Oder, wie es Wikipedia beschreibt:

Elixir ist eine funktionalenebenläufige Allzweck-Programmiersprache, die auf der virtuellen Maschine von Erlang (BEAM) läuft.

Es lassen sich damit verteilte, fehlertolerante, in weicher Echtzeit sowie permanent durchlaufende Programme erstellen.

Darüber hinaus kann Elixir Metaprogrammierung mittels Makros und Polymorphismus mittels Protokollen abbilden.[

Elixir Grundlagen

Hier folge eine kleine Einführung in die Programmiersprache Elixir

Grundlegende Datentypen

Elixir supports the basic data types that other programming languages have. You can use integers (whole numbers), floats (decimal numbers), booleans (true or false) and strings (which are wrapped in double quotes, are UTF-8 encoded, and support line breaks).

Probieren wir in der Elixit Shell einfach die nachfolgenden Beispiele aus.

Starten Sie dazu die Elixit Shell:

iex

Oder wenn Sie mit Powershell arbeiten

iex.bat




iex(1)> 5
5

iex(2)> 4.32
4.32

iex(3)> true
true

iex(4)> "Hello World!"
"Hello World!"

iex(5)> "Hello
...(5)> World!"
"Hello\nWorld!"

Beachten Sie, dass wir im letzten Beispiel Umschalt + Eingabetaste verwenden, um einen Befehl auszuführen, der sich über mehrere Zeilen erstreckt.

Sie können auch Variablen und einfache Operatoren verwenden, um Werte zu vergleichen oder Zeichenfolgen zu verketten:

iex(1)> my_number = 6
6

iex(2)> my_number
6

iex(3)> my_number >= 7
false

iex(4)> my_number == 6
true

iex(5)> my_name = "Tristan"
"Tristan"

iex(6)> "Hello " <> my_name
"Hello Tristan"

iex(7)> "Hello #{my_name}"
"Hello Tristan"

Atoms

Atome sind eine besondere Art von Datentyp, die Konstanten (unveränderlichen Variablen) ähneln, ihr einziger Wert jedoch der ihnen gegebene Name ist.

iex(1)> :my_atom
:my_atom

iex(2)> :my_atom == "my_atom"
false

iex(3)> :my_atom == true
false

iex(4)> :my_atom == :my_atom
true

iex(5)> :my_other_atom = 4
** (MatchError) no match of right hand side value: 4

Im letzten Beispiel sehen wir, dass wir einem Atom keinen bestimmten Wert zuweisen können. Auch hier ist ihr einziger Wert ihr Name!

Lists

Listen in Elixir können jeden Datentyp enthalten und beliebig lang sein. Sie können mit ++ zwei Listen verketten oder mit — eine Liste von einer anderen subtrahieren.

iex(1)> [5, "Elixir", :ok]
[5, "Elixir", :ok]
iex(2)> [1, 2] ++ [3]
[1, 2, 3]
iex(3)> [1, 2, 3] -- [2]
[1, 3]

Beachten Sie, dass Elixir eine unveränderliche Sprache (immutable language) ist.

Wenn Sie diese Vorgänge ausführen, wird die ursprüngliche Liste also nie geändert. Stattdessen wird eine neue Liste zurückgegeben, die Sie in einer Variablen speichern können:

iex(1)> my_list = [1, 2, 3]
[1, 2, 3]

iex(2)> my_list ++ [4]
[1, 2, 3, 4]

iex(3)> my_list
[1, 2, 3]

Listen in Elixir können auch in zwei Teile aufgeteilt werden: den Kopf (head, der mit der hd-Funktion extrahiert werden kann) und den Schwanz (tail , der mit der tl-Funktion extrahiert werden kann). Der Kopf ist das erste Element der Liste und der Schwanz ist der Rest:

iex(1)> hd [5, "Banana", :ok]
5

iex(2)> tl [5, "Banana", :ok]
["Banana", :ok]

Tuples

Tupel ähneln Listen, aber sie speichern ihre Elemente zusammenhängend im Speicher. Dadurch wird der Zugriff auf Tupelelemente schneller als auf Listenelemente, jedoch ist deren Änderung langsamer.

Sie können ein Tupel als eine Ansammlung von Werten sehen, um eine Art Ressource zu bilden, während Listen verwendet werden, um Dinge aufzuzählen.

iex(7)> {"Tristan", 24}
{"Tristan", 24}

Sie werden feststellen, dass viele Elixir-Funktionen Tupel zurückgeben, um zwischen Erfolgen und Misserfolgen zu unterscheiden, z. B.: {:ok, value} oder {:error, error_message}

Maps

Karten (Maps) sind der Schlüsselwertspeicher (key-value store) von Elixir. Die Schlüssel können einen beliebigen Typ haben und zeigen mit => auf einen Wert.

iex(1)> company_phones = %{:google => "pixel", :apple => "iphone"}
%{apple: "iphone", google: "pixel"}

iex(2)> company_phones.apple
"iphone"

Most of the time, you’ll probably want the keys in your map to be atoms, like in the example above. When that’s the case, there’s a nice shorthand syntax where we can use a colon instead of „=>“ to point to the values, and omit the :-character at the beginning of our atoms:





iex(3)> company_phones = %{google: "pixel", apple: "iphone"}
%{apple: "iphone", google: "pixel"}

Structs

Eine Struktur (struct) ist einer Map sehr ähnlich, bietet jedoch einige zusätzliche Funktionen – Sie können die Anzahl der Schlüssel begrenzen und ihnen Standardwerte zuweisen.

Um Strukturen (structs) auszuprobieren, müssen wir eine Elixir-Datei erstellen, also fahren Sie fort und erstellen Sie eine neue Datei namens user.ex. Darin werden wir ein neues Modul definieren, in dem wir auch unsere Struktur definieren:

defmodule User do
  defstruct name: "Tristan", age: 24
end

Gehen Sie nun zurück zur IEx-Shell und führen Sie den Befehl c(„user.ex“) aus.

Sie können jetzt eine neue Benutzerstruktur erstellen, indem Sie %User{} eingeben, und Sie werden sehen, dass sie automatisch alle Standardwerte erhält:

❯ iex.bat -S mix
Compiling 1 file (.ex)
Interactive Elixir (1.12.2) - press Ctrl+C to exit (type h() ENTER for help)
iex(1)> c("user.ex")
[User]
iex(2)> %User{}
%User{age: 24, name: "Tristan"}
iex(3)>

Conditionals

Die grundlegenden if- und else-Anweisungen funktionieren genau so, wie Sie es erwarten. Beachten Sie, dass wir end verwenden müssen, um anzugeben, wo die if-Anweisungen enden.

iex(4)> if 5 > 4 do
...(4)>   "It's higher!"
...(4)> else
...(4)>   "It's lower"
...(4)> end
"It's higher!"

Sie können sogar die Umkehrung unless verwenden, um Ihren Code lesbarer zu machen:

iex(6)> unless 5 > 6 do
...(6)>   "The laws of mathematics still work!"
...(6)> end
"The laws of mathematics still work!"

Was ist mit „else if“?

In Elixir gibt es kein „else if“. Wenn Sie einen Flow mit mehr als nur zwei Ergebnissen haben, sollten Sie stattdessen wahrscheinlich cond verwenden:

iex(5)> cond do
...(5)>   5 > 6 ->
...(5)>     "This isn't true"
...(5)>   5 == 8 ->
...(5)>     "Neither is this"
...(5)>   true ->
...(5)>     "But this is!"
...(5)> end
"But this is!"

Wenn in Ihrer cond-Anweisung nichts als wahr ausgewertet wird, wird eine Ausnahme ausgelöst! Daher ist es normalerweise eine gute Praxis, immer eine letzte true-Bedingung ganz am Ende Ihrer Anweisung hinzuzufügen (wie wir es in unserem obigen Beispiel getan haben), um eventuelle Ausnahmen zu behandeln.

Schließlich gibt es noch eine case-Anweisung, die den Kontrollfluss in Elixir behandelt, aber dazu werden wir im nächsten Kapitel mehr erfahren …

Erstellen einer App

Im ersten Schritt erstellen wir die grundlegende Elixir Anwendung mit Hilfe des Komandos mix.

❯ mix new starterapp
* creating README.md
* creating .formatter.exs
* creating .gitignore
* creating mix.exs
* creating lib
* creating lib/starterapp.ex
* creating test
* creating test/test_helper.exs
* creating test/starterapp_test.exs

Your Mix project was created successfully.
You can use "mix" to compile it, test it, and more:

    cd starterapp
    mix test

Run "mix help" for more commands.

Durch dieses Kommando wird der Ordner starterapp mit der folgenbden Verzeichnisstruktur erstellt

Ersten Test starten

❯ cd starterapp
❯ mix test
Compiling 1 file (.ex)
Generated starterapp app
..

Finished in 0.07 seconds (0.00s async, 0.07s sync)
1 doctest, 1 test, 0 failures

Randomized with seed 697266

Ersten Programmcode schreiben

Funktion say_hello

defmodule StarterApp do

  def hello do
    :world
  end

  def say_hello do
    IO.puts("Hello World")
  end
  
end

Interactive Shell mit unserer App starten

iex -S mix

Unter Poweshell gibt es bereits einen Alias iex. Hier nutzen wir diesen Aufruf

iex.bat -S mix
❯ iex.bat -S mix
Compiling 1 file (.ex)
Generated starterapp app
Interactive Elixir (1.12.2) - press Ctrl+C to exit (type h() ENTER for help)
iex(1)>

Aufruf unserer Funktion

❯ iex.bat -S mix
Compiling 1 file (.ex)
Generated starterapp app
Interactive Elixir (1.12.2) - press Ctrl+C to exit (type h() ENTER for help)
iex(1)> StarterApp.say("Hello", "World")
Hello World!
:ok
iex(2)>

Erweitern der Funktion um Paramter

  def say(greeting, name) do
    IO.puts "#{greeting} #{name}!"
  end
❯ iex.bat -S mix
Compiling 1 file (.ex)
Generated starterapp app
Interactive Elixir (1.12.2) - press Ctrl+C to exit (type h() ENTER for help)
iex(1)> StarterApp.say("Hello", "World")
Hello World!
:ok
iex(2)>

Funktion mit mehrerer, auch optionalen Parametern festlegen

defmodule StarterApp do

  def main() do
    name = IO.gets("Bitte geben Sie Ihrem Name an: ") |> String.trim
    say(name)
  end

  def say("") do
    IO.puts "Sie muessen einen Namen angeben!"
    main()
  end

  def say(name) do
    IO.puts "Hallo #{name}!"
  end

  def say(greeting, name) do
    IO.puts "#{greeting} #{name}!"
  end
end

In der Elixir Shell das Modul neu laden

iex(2)> r StarterApp
warning: redefining module StarterApp (current version defined in memory)
  lib/starterapp.ex:1

{:reloaded, StarterApp, [StarterApp]}
iex(3)>

Aufruf ohne Parameter

iex(3)> StarterApp.say()
** (UndefinedFunctionError) function StarterApp.say/0 is undefined or private. Did you mean one of:

      * say/1
      * say/2

    (starterapp 0.1.0) StarterApp.say()
iex(4)>
iex(4)> StarterApp.say("")
Sie muessen einen Namen angeben!
Bitte geben Sie Ihrem Name an: World
Hallo World!
:ok
iex(5)>

Aufruf mit zwei Parametern

iex(8)>  StarterApp.say("Hallo", "Welt")
Hallo Welt!
:ok
iex(5)>

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