Perl变量作用域和自定义函数小结

1. 变量定义问题

Perl默认所有变量为包变量（Package?variables），包变量为全局变量，这意味着程序的任何其他部分，甚至在其他文件里定义的子程序，都能影响和修改变量的值。在一定程度上讲，这样是“不安全”的。

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my变量：自Perl 5以后，增加了新的非全局变量，也称为词法变量、私有变量、局部变量，或称为my变量。注意，不是local变量，local变量有另外的含义。例如my $a;就定义了一个局部变量$a，它的作用域是当前块（Block），通俗地讲就是大括号里面，如果没有大括号就是从定义的地方开始到程序结束。而local变量的意思，是

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local变量：local和my明显的不同，my创建局部变量，而local作用于包变量。具体地讲，local $x实际做的事是：存储包变量$x的当前值在一个安全的地方，然后用一个新值替换它，假如没有指定新值，就使用undef代 替。当控制离开当前块时，它也会恢复$x的旧值。它影响的是包变量，这个包变量获取了本地值。但包变量总是全局的，local申明的包变量亦无例外。为了 显示其区别，请看这个：

????????$lo = 'global';?
????$m? = 'global';?
????A();

????sub A {?
??????local $lo = 'AAA';?
??????my??? $m? = 'AAA';?
??????B();?
????}

????sub B {?
??????print "B ",($lo eq 'AAA' ? 'can' : 'cannot'),?
????????????" see the value of lo set by A.n";

??????print "B ",($m? eq 'AAA' ? 'can' : 'cannot'),?
????????????" see the value of m? set by A.n";?
??????? }

结果会打印：

????B can see the value of lo set by A.?
????B cannot see the value of m? set by A.

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发生了什么？在A函数里的local申明，给包变量$lo赋予了一个新的临时值AAA。旧值global会被存储起来，直到A返回，但在这点之前，A调用了B。B访问$lo的内容没有问题，因为$lo是包变量，包变量总是全局可见的，所以它能见到A设置的AAA值。

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2. 自定义函数

用户函数又称子程序(Subroutine)，在Perl中用下面的结构来定义用户函数：

　　　　sub 子程序名{

　　　　　　语句块;
　　　　}

这里的子程序名与变量的取名规则类似。

以显示欢迎词的程序为例：

　　　　sub say_hello{

　　　　　　print "你好，欢迎光临网上学园";
　　　　}

　　用户函数的定义可以位于程序的任何位置，比如说放在文件的未尾。如果两个子程序使用了相同的程序名， 后面的子程序将覆盖前面子程序。

　　用户函数中的变量默认为全局变量，与其他程序共享。

　　用户函数的调用：通过在子程序前加“&”调用，可在任一表达式内调用。 子程序中可以再调用另外的子程序。

　　调用用户函数产生的结果称为返回值(return value)。返回值是每次调用函数中最后一个表达式的计算值。 以加法函数为例：

　　　　sub add_a_b{

　　　　　　$a+$b;
　　　　}

　　函数最后一条表达式为$a+$b，故返回值为$a+$b。以下是调用情况：

　　　　$a=5;
　　　　$b=6;
　　　　$c=&add_a_b; #$c的值为11
　　　　$d=5*&add_a_b; #$d的值为5*11即55

　　上述的函数功能与传统直接写在程序中没什么两样，如果加上参数传递就可以实现全新的功能了。 在Perl中，如果函数调用后面跟着一个用括号括起来的列表，则在函数调用期间该列表将被自动分配给以@_命名的特殊变量。 函数可以访问该变量，从而确定参数的个数及赋值。

　　仍以加法函数为例：

　　　　sub add_a_b{
　　　　　　$_〔0〕+$_〔1〕;
　　　　}
　　　　$c=&add_a_b(5,6); #$c的值为11
　　　　$d=5*&add_a_b(2,3); #d的值为5*5即25

　　如何改变参数的个数呢？我们可以用循环的方式来实现：

　　　　sub add_all{
　　　　　　$sum=0; #将sum初始化
　　　　　　foreach $_(@_) { #遍历参数列表
　　　　　　　$sum+=$_; #累加每个元素
　　　　　　}
　　　　　　$sum; #返回sum即总和的值
　　　　}
　　　　$a=&add_all(3,4,5); #$a的值为3+4+5即12
　　　　$d=2*&add_all(1,2,3,5); #d的值为2*15即30

　　既然函数中的变量全为全程变量，那么上述程序中若调用程序中含有$sum变量时将替换，这不是我们所要的。 那么如何解决这一问题呢？

　　答案就是：使用局部变量,使用local()操作符就可实现此功能。在上面的程序中，只需在第一行$sum=0;前加入：

　　　　local($sum);
　　当函数执行时，$sum的全程变量的值被保留起来，同时建立一个局部变量$sum。

用perl进行截断能收敛性测试（Convergence test）的例子，以供大家参考。

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#!perl

use strict;
use MaterialsScript qw(:all);

#?定义计算文档和结果输出文档

my $myDoc=$Documents{"WO3.xsd"};#要计算的模型文件
my $myStudyTable=Documents->new("energy-encut.std");#新建StudyTable存放计算结果，第一列是截断能，第二列是体系总能
my $mySheet=$myStudyTable->ActiveSheet;
$mySheet->ColumnHeading(0)="Enegy Cutoff(eV)";
$mySheet->ColumnHeading(1)="Final Enegy(eV)";

# castep single calculation
my $castep=Modules->CASTEP;
my $startEnergy=200;#测试起点:200 eV
my $endEnergy=500;#测试终点: 500 eV
my $intervalEnergy=20;#测试点间隔
my $sumIteration=($endEnergy-$startEnergy)/$intervalEnergy;

#循环计算每个截断能测试点的单点能
for(my $counter=0;$counter<=$sumIteration;++$counter){
? ? ? ? my $energyCutoff=$startEnergy+$intervalEnergy*$counter;

? ? ? ? $castep->ChangeSettings(
? ? ? ? ? ? ? ? Settings(Quality=>"Fine",
? ? ? ? ? ? ? ? UseCustomEnergyCutoff=>"Yes",
? ? ? ? ? ? ? ? EnergyCutoff=>$energyCutoff));#这里设置截断能为测试点的截断能
? ? ? ? $castep->Energy->Run($myDoc);
? ? ? ??
? ? ? ? $mySheet->Cell($counter,0)=$energyCutoff;
? ? ? ??
? ? ? ? #read final energy from castep output files
? ?? ???#下面这一段提取castep文件中的总能，即Final energy后面的结果
? ? ? ? foreach my $line (@{$Documents{"WO3.castep"}->Lines}) {
? ? if ($line=~/^Final energy/){
? ? ? ? ? ? my $finalEnergy = substr($line,31,15);
? ? ? ? ? ? print $energyCutoff,"t",$finalEnergy,"n";
? ? ? ? ? ? $mySheet->Cell($counter,1)=$finalEnergy;#将总能结果放入StudyTable
? ? }}
}