Perl基礎構文

概要

• 私がPerlを学習した際の備忘としてのメモです
• YouTubeで配信されている下記の動画をもとに作成しております
  • Perl入学式 オンライン 2021 第1回 〜導入編〜
  • Perl入学式 オンライン 2021 第2回 〜プログラミング基礎構文編〜
  • Perl入学式 オンライン 2021 第3回 〜配列関数/ハッシュ/サブルーチン編〜
  • Perl入学式 オンライン 2021 第4回 〜リファレンス/正規表現編〜
  • Perl入学式 オンライン 2021 第5回 〜アプリ作成実践編〜

環境

• OS
  • OracleLinux 9.1
• Perl
  • 5.32.1

Table of Contents

• Perlを書き始める際のおまじない文
• 文字の出力
• スカラー変数
  • 変数の利用
  • クォーテーションによる表示の違い
• 四則演算
• 文字列連結
• 演算の順番
• コマンドライン引数
• ifæ–‡
  • Perlにおける真と偽の値
  • if文の構文
  • 比較演算子
  • 論理演算子
• 配列
• forループ
• 配列の操作
  • 配列操作の関数
    • join
    • split
    • sort
    • reverse
    • push/pop
    • unshift/shift
• ハッシュ
  • ハッシュの作成
  • ハッシュの操作
    • keys
    • delete
    • exist
• サブルーチン
  • サブルーチンとは？
  • サブルーチンの定義
  • サブルーチンの呼び出し
• リファレンス
• デリファレンス
• 正規表現
• PerlでWeb API
  • HTTP:Tiny
  • JSON:PP
  • 気象庁非公式Web APIを利用

Perlを書き始める際のおまじない文

• perlでプログラムを書く際、ファイルの一番最初に書くおまじない文です。
  • #!/usr/bin/env perl: このプログラムがperlで動くことを明示する記載
  • use strict;: 厳密な書式で書くことを強制し、未定義の変数を警告する
  • use warnings;: 望ましくいない記述を警告する

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

文字の出力

• 文字を出力する場合はprintを利用して記載する

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;
print "Hello World!\n";

スカラー変数

• Perlの変数にはスカラ変数、配列、ハッシュがある
  • スカラ変数($): 1つの要素を格納する
  • 配列(@): 複数の要素を順番に格納する
  • ハッシュ(%): 複数の要素を名前=>の組み合わせで格納する

変数の利用

• 変数を初めて使うときは先頭にmyをつける
• スカラ変数の先頭には$をつける
  • $はscalarのs

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my $foo;
$foo = 1;
print "$foo\n";

$foo = "Hello World";
print "$foo\n";

• 出力結果

1
Hello World

• 変数の宣言と同時に値を代入することもできる(こっちが主流っぽい)

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my $foo = 1;
print "$foo\n";

クォーテーションによる表示の違い

• 変数の中身を表示する場合は"(ダブルクォーテーション)の中に記載する
• 記載しているそのままの内容を表示するには'(シングルクォーテーション)で記載する

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my $foo = 1;
print "$foo\n";
print '$foo\n';

• 出力結果

1
$foo\n

四則演算

• ほかの言語の同じような記載で問題なし

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my $foo = 4;
my $bar = 2;
my $result;

# 足し算
$result = $foo + $bar;
print "$foo + $bar = ";
print "$result\n";

# 引き算
$result = $foo - $bar;
print "$foo - $bar = ";
print "$result\n";

# 掛け算
$result = $foo * $bar;
print "$foo * $bar = ";
print "$result\n";

# 割り算
$result = $foo / $bar;
print "$foo / $bar = ";
print "$result\n";

# べき乗
$result = $foo ** $bar;
print "$foo ** $bar = ";
print "$result\n";

# 剰余
$result = $foo % $bar;
print "$foo % $bar = ";
print "$result\n";

• 出力結果

4 + 2 = 6
4 - 2 = 2
4 * 2 = 8
4 / 2 = 2
4 ** 2 = 16
4 % 2 = 0

文字列連結

• .で文字列や変数を連結することができる
• 連結した文字列や変数を、別の変数に代入することも可能

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my $word = 'word';
my $num = '123';

print "$word$num\n";

print $word . $num . "\n";

my $str = $word . $num;
print $str . "\n";

• 出力結果

word123
word123
word123

演算の順番

• 演算の優先順位と結合方向はperldocのperldoc.jp - Perlの演算子と優先順位に詳細が記載されています
• コードを見た人が理解するためにも下記のようにわかりやすい記述をする
  • ()で演算の順番を明確に示す
  • 数値演算と文字列の連結は分けて記載する

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my $num1 = 2 + 4 * 3;
print "$num1\n";

my $num2 = ( 2 + 4 ) * 3;
print "$num2\n";

# 数値演算と文字列演算を分けないで記載した悪い例

my $now = 2024;

my $my_birth_year = 2012;

print "I am" . $now - $my_birth_year . "years old\n";

# 数値演算と文字列演算を分けた例1

print "I am" . ( $now - $my_birth_year ) . "years old\n";

# 数値演算と文字列演算を分けた例2

my $age = $now - $my_birth_year;
print "I am" . $age . "years old\n";

• 出力結果

14
18
Argument "I am2024" isn't numeric in subtraction (-) at enzan_priority.pl line 17.
-2012years old
I am12years old
I am12years old

コマンドライン引数

• コマンドライン引数を設定する場合はターミナルで下記のように記載します

# 引数が１つの場合
perl single.pl "arg"
# 引数が複数の場合
perl multi.pl "arg1" "arg2"

• perlではshiftでコマンドライン引数を受け取ることができます

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my $first = shift;
my $second = shift;

print 'first is ' . "$first\n";
print 'second is ' . "$second\n";

• 出力結果(perl cli_args.pl "aaa" "bbb"を実行)

first is aaa
second is bbb

ifæ–‡

• Perlにはtrue/falseがありません
  • ほかのプログラミング言語ではtrueã‚„falseという単語に真または偽の意味を持たせたキーワードとして扱うことがある
• 後述する5つの偽値のみが偽、それ以外はすべて真となります

Perlにおける真と偽の値

• Perlでは次の5つの値が偽として扱われ、これ以外の値はすべて真として扱われます
  • 数値0
  • 文字列0
  • 文字列''(シングルクォーテーションの連続、間に何もない。空文字ともいう)
  • 空のリスト()
  • undef(値が入っていないスカラー変数)

if文の構文

if ( 条件式 ) {
    条件式の結果が真の場合に実行されるブロック;
}
else {
    条件式の結果が偽の場合に実行されるブロック;
}

• サンプルコード

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

if ( 0 ) {
    print "OK\n";
  }
else{
    print "NG\n"
}

• 出力結果

NG

比較演算子

• 数値の比較演算子

== # 右辺と左辺が等しいならば真
!= # 右辺と左辺が等しくないならば真
<  # 右辺より左辺が小さいならば真
>  # 右辺より左辺が大きいならば真
<= # 右辺が左辺以上ならば真
>= # 右辺が左辺以下ならば真

• 文字列の比較演算子
  • ltã‚„gtで比較する文字列の大小は文字列の長さではなく、辞書順に並べた時に前にくるものが小さく、後ろに来るものが大きいと判断されます

eq # equal
ne # not equal
gt # greater than
ge # greater equal
lt # less than
le # less equal

• 複数の条件分岐

  • elsifを使うことで、分岐条件を増やすことができます
    • else ifではなくelsifなので要注意(ほかの言語と混同しちゃいそう)

• サンプルコード

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my $num = 3;

if ($num == 1 ) {
    print "OK\n";
}
else{
    print "NG\n"
}

my $foo = 'hello';

if ($foo eq 'hello' ) {
    print "OK\n";
}
else{
    print "NG\n"
}

if ($num == 1) {
    print "$num is One" . "\n";
}
elsif ($num == 2 ) {
    print "$num is Two" , "\n";
}
elsif ($num == 3 ) {
    print "$num is Three" , "\n";
}
else {
    print "$num is not even One, even Two, even Three" , "\n";
}

• 出力結果

NG
OK
3 is Three

論理演算子

• if文の条件式でより複雑な条件を扱いたいときは論理演算子を用いて複数の条件を連結します

&& # かつ
|| # または

• &&演算子は「かつ・AND」の意味を持つ。&&の両辺の条件が真となるときのみ真となる

• ||演算子は、「または・OR」の意味を持つ。||両辺のうち、片方が真ならば真となる

• サンプルコード

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my $num = 10;

if ( $num > 0 && $num % 2 == 0 ) {
    print "&& : OK\n";
}
else{
    print "&& : NG\n";
}

if ( $num > 0 || $num % 2 == 1) {
    print "|| : OK\n";
}
else{
    print "|| : NG\n";
}

my $small = 10;
my $medium = 20;
my $large = 30;

if ( $small < $medium <= $large ) {
    print "小さい順に並んでいます\n";
}

• 出力結果

&& : OK
|| : OK
小さい順に並んでいます

配列

• 複数の値や複数のスカラー変数をまとめて扱うことができるもの
• 配列を作る場合は変数名の前に@をつけます
  • @はアレイ(array)、@rrayと覚えるといいらしいです
• 配列から要素を利用する際は添字を使います
  • 配列の添字は数字で指定します
  • 配列の先頭の要素の添字は0となり、末尾に向けて1ずつ増えます
• 配列の要素に代入することもできます
• 配列に別の配列の中身を追加することもできます
• 配列の要素数を取得する場合は、scalar関数の引数に配列を与えることで要素の個数を取得できます
• 配列@arrayに対して@#arrayと書くことで、配列に格納されている末尾の要素の添字を取得できます
• 連続する数字を配列に格納するときは範囲演算子..が便利です(1 .. 5)
  • 左の数値より右側の数値が大きいことが条件になります

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my @array = ( 1, "foo", 3 );

# 配列と配列の要素出力
print "@array" . "\n";
print "$array[0]" . "\n";
print "$array[1]" . "\n";
print "$array[2]" . "\n";

# 配列の要素に代入
$array[0] = "bar";

print "@array" . "\n";

# 配列に別の配列の追加

my @array_one_two = ( 1, 2 );
my @array_numbers = ( @array_one_two, 3 );

print "@array_numbers" . "\n";

# 配列の要素数の取得

my $count_array_element = scalar @array;
print "$count_array_element\n";

# 配列の末尾の要素の添字

my $last_array_index = $#array;
print "$last_array_index\n";

# 範囲演算子

my @array1 = ( 1 .. 5 );
print "@array1\n";

• 出力結果

1 foo 3
1
foo
3
bar foo 3
1 2 3
3
2
1 2 3 4 5

forループ

• 配列の要素を順番にすべて処理する場合にfor文があります
• for文と範囲演算子を組み合わせることで、決まった回数処理を繰り返すことができます

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my @array = ( 1, "foo", 3 );

for my $element (@array){
    print "$element\n";
}

# カウントアップ

for my $i ( 1 ... 5 ){
    print "$i\n";
}

# 単なる繰り返し

for my $i ( 1 ... 5 ){
    print "Hello world\n";
}

• 出力結果

1
foo
3
1
2
3
4
5
Hello world
Hello world
Hello world
Hello world
Hello world

配列の操作

配列操作の関数

• join, split
  • 配列をスカラー値に、スカラー値を配列にする
• sort, reverse
  • 配列を並べ替える、逆順にする
• pop, shirt, push, unshift
  • 配列から要素を取り出す、要素を追加する

join

• リストや配列の要素を連結して、スカラー値にする関数です
  • joinが受け取る第1引数は、リストや配列の要素をくっつける糊のような役割を果たします
  • 第2引数には、対象の配列やリストを渡します

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my @words = ( 'I', 'Love', 'Perl.' );
my $poem = join '_', @words;
print $poem . "\n"

• 出力結果

I_Love_Perl.

split

• 指定したパターンに従ってスカラー値や文字列を分割し、リストにします
  • splitが受け取る第1引数は、文字列を分割する区切りのような役割を果たします
  • 第2引数には、対象の文字列を渡します
  • / /は正規表現リテラルと呼ばれるものです。この2つのスラッシュの間にあるもので文字列を分割します

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my $poem = 'I_Love_Perl.';
my @words = split /_/, $poem;
print "@words\n"

• 出力結果

I Love Perl.

sort

• 配列をルール順に並べ替えて、その配列を返します
• sortのみ、あるいはsort { $a cmp $b } @arrayと書くと、文字列として昇順に並べ替えます
• 数値を昇順に並べ替えると、先頭の文字で判断して並べ替えられます。
  • 数値の大小で並べ替える場合はsort { $a <=> $b } @arrayと記載します
  • 変数$aと$bはsortで使うために予約されているので、sort以外で使わないようにしましょう

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my @lang = ( 'perl', 'php', 'ruby', 'python', 'java', 'go' );
my @sorted_lang = sort @lang;
print "@sorted_lang" . "\n";

my @num = ( 5, 200, 40, 3, 1 );
my @sorted_num = sort @num;
print "@sorted_num" . "\n";

my @sorted = sort { $a <=> $b } @num;
print "@sorted" . "\n";

• 出力結果

go java perl php python ruby
1 200 3 40 5
1 3 5 40 200

reverse

• リストを逆順に並べ替えて、そのリストを返す関数です

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my @array = reverse ( 1 .. 5 );
print "@array" . "\n";

• 出力結果

5 4 3 2 1

push/pop

• push/popは配列の末尾の要素を操作する関数です
• 配列の末尾に要素を追加するときはpushを利用します
• 配列の末尾から要素を取り出すときはpopを利用します

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my @members = ( 'Alice', 'Bob' );
push @members, 'Carol';
print "@members"  . "\n";

my @member = pop @members;
print "@members" . "\n";
print "@member" . "\n";

• 出力結果

Alice Bob Carol
Alice Bob
Carol

unshift/shift

• unshift/shiftは配列の先頭の要素を操作する関数です
• 配列の先頭に要素を追加するときはunshiftを利用します
• 配列の先頭から要素を取り出すときにはshiftを利用します

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my @members = ( 'Alice', 'Bob' );
unshift @members, 'Carol';
print "@members"  . "\n";

my @member = shift @members;
print "@members" . "\n";
print "@member" . "\n";

• 出力結果

Carol Alice Bob
Alice Bob
Carol

ハッシュ

ハッシュの作成

• perlのデータ構造の1つで、配列と同じく要素の格納・取り出しができます
• ただし、配列と異なり名前(key)と値(value)のペアで格納されます
• このペアのことを要素と呼びます
• 名前(key)と値(value)の間にある=>はファットコンマ演算子と呼ばれ、コンマと同等の役割を果たします
  • そのため,でも動作しますが、配列との見分けが難しくなります

# カンマで記載
my %hash = ( 'name)', 'Larry', 'birth', 1954, );
# ファットコンマ演算子で記載
my %hash = ( 'name' => 'Larry', 'birth' => 1954, );

• 名前(key)は文字列と解釈されます
  • そのためシングルクォーテーションやダブルクォーテーションで囲む必要はありません
• ハッシュから要素を取り出す場合は波括弧{ }を使います

my %hash = (
  name => 'Larry',
  birth => 1954,
);

print "$hash{name}\n";
print "$hash{birth}\n";

• ハッシュに要素を追加する場合は取り出すときと同様に{key}を使います

my %hash = (
  name => 'Larry',
  birth => 1954,
);

$hash{lang} = 'Perl';
print "$hash{lang}\n";

• ハッシュの中身を全部見る場合はData::Dumperモジュールを利用します

use Data::Dumper;
my %hash = (
  name => 'Larry',
  birth => 1954,
  lang => 'Perl',
);

ハッシュの操作

• keys
  • ハッシュの名前(key)の集合を返す
• delete
  • ハッシュの要素を削除する
• exists
  • ハッシュの要素が存在するかしないかを返す

keys

• ハッシュの名前(key)を配列にして返します
  • keysは名前(key)を順不同、順番が不定で返します

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my %hash = (
  name => 'Larry',
  birth => 1954,
  lang => 'Perl',
);

my @keys = keys %hash;
print "@keys\n"

• 出力結果

birth name lang

delete

• 指定したハッシュの名前(key)と、それに対応する値(value)を削除します

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my %hash = (
  name => 'Larry',
  birth => 1954,
  lang => 'Perl',
);

delete $hash{lang};
print "$hash{lang}\n"

• 出力結果

Use of uninitialized value $hash{"lang"} in concatenation (.) or string at hash_delete.pl line 12.

exist

• 指定したハッシュの名前(key)が存在するか確認します
  • 名前(key)が存在すれば1(真)を返します
  • 名前(key)が存在しなければ' '(空文字、偽)を返します

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my %hash = (
  name => 'Larry',
  birth => 1954,
  lang => 'Perl',
);

if ( exists $hash{name} ) { print "exists\n" }
if ( exists $hash{foo} ) { print "exists\n" }

• 出力結果

exists

サブルーチン

サブルーチンとは？

• プログラムの中で、意味や内容がまとまっている作業をひとかたまりにしたものをサブルーチンと呼びます
• Perlにおけるサブルーチンは「関数」とほぼ同義です

サブルーチンの定義

• サブルーチンを定義するにはsub サブルーチン名 { ... }と書きます
  • 定義時に末尾に;は不要です

サブルーチンの呼び出し

• 定義したサブルーチンは定義したサブルーチン名の後ろに()をつけることでりようできます

サブルーチン名();

• サブルーチンに値(引数)を渡したい場合、()の中に書きます
• サブルーチンに与えられた引数は@_という配列に格納されます
  • @_は省略することもできます

sub say {
  my $str = shift @_;
  print "$str\n";
}
say('Hello Perl');

• サブルーチンに複数の引数を渡すこともできます

sub plus {
    my ($first, $second) = @_;
    return $first + $second
}

my $result = plus(2, 5);
print $result . "\n";

リファレンス

• リファレンスを利用することで配列やハッシュをスカラー変数として扱うことができます
• リファレンスの作り方は以下の2つがあります
  • 配列・ハッシュを作り、それをリファレンス化してスカラー変数にする方法
    • 配列・ハッシュをリファレンス化するには元の変数に\(バックスラッシュ)をつけてスカラーに代入します

my @alice_source = ( 60, 90 );
my $alice_source_ref = \@alice_source;

my %alice = ( name => 'Alice', japanese => 60, math => 90 );
my $alice_ref = \%alice;

• 無名配列・無名ハッシュとしてデータを直接リファレンスとして格納する方法
  • 配列の場合は右のリストが[ ]で囲う
  • ハッシュの場合は右辺のリストが{ }で囲う

my $alice_source_ref = [ 60, 90 ];

my $alice_ref = { name => 'Alice', japanese => 60, math => 90 };

• リファレンスで複雑なデータ構造を作成
  • リファレンスはprintだけでは確認できないためData::Dumperモジュールを利用します

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;
use Data::Dumper;

my %alice = ( name => 'Alice', japanese => 60, math => 90 );
my $alice_ref = \%alice;

my %bob = ( name => 'Bob', japanese => 60, math => 90 );
my $bob_ref = \%bob;

my %charie = ( name => 'Charie', japanese => 60, math => 90 );
my $charie_ref = \%charie;

my @array = ( $alice_ref, $bob_ref, $charie_ref );
print Dumper \@array;

デリファレンス

• リファレンス化してスカラー変数にしたデータを、元の配列・ハッシュに戻すことをデリファレンスといいます
• アロー記法を用いることで簡易な記法でデータを取り出すことも可能です

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;
use Data::Dumper;

# 配列をデリファレンス
my @alice_source = ( 60, 90 );
my $alice_source_ref = \@alice_source;

my @alice_source_deref = @{$alice_source_ref};
print $alice_source_deref[0] . "\n";

# アロー記法で配列のデータを取り出す
print $alice_source_ref->[0] . "\n";

# ハッシュをデリファレンス
my %alice = ( name => 'Alice', japanese => 60, math => 90 );
my $alice_ref = \%alice;

my %alice_deref = %{$alice_ref};
print $alice_deref{name} . "\n";

# アロー記法でハッシュのデータを取り出す
print $alice_ref->{name} . "\n";

正規表現

• Perlは他のプログラミング言語と比べて正規表現が書きやすい言語である
• 正規表現を利用して条件に合致するかをテストするためには以下のように専用の演算子を利用します
  • =~の左辺に比較したい文字列を記述
  • 右辺に正規表現を//で囲って記述

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

# pで始まりlで終わる4文字の単語がマッチするかのテスト
if ('perl' =~ /p..l/){
  print "match" . "\n";
}else{
  print "no match" . "\n";
}

• 正規表現を()で囲むことでマッチした文字列を取得できます(キャプチャと呼ぶ)
  • キャプチャされた文字列は$1という特殊変数に格納されます
  • 複数キャプチャすることも可能であり、その時はマッチした文字列が$1,$2...と順番に変数に格納されます

# 正規表現にマッチする文字列を取得

if ('perl girl'  =~ /(p..l)/){
    print $1 . "\n";
}else{
    print "no match" . "\n";
}

• 取得したい文字列は決まっているが、それとは別にグループ化だけしておきたい場面ではキャプチャしないグループ化である(?:)を利用する

if ('perl girl'  =~ /(?:p..l) (g..l)/){
    print $1 . "\n";
}else{
    print "no match" . "\n";
}

• 正規表現を用いてマッチした文字列の置換も行うこともできます

my $greet = "Hello! Alice";
$greet =~ s/Alice/Perl/;

print $greet . "\n";

• 区切り記法を変更することもできます
  • 正規表現で用いる区切り文字/とURLã‚„pathの区切り文字である/が混在する場合は{}に変更できます
  • マッチを探す際もm{}と書くことで区切り文字を変更可能です

my $path = '/usr/local/bin/perl';
$path =~ s{/usr/local/bin/}{/usr/bin/};

print $path . "\n";

if ('perl girl'  =~ m{p..l}) {
    print "match" . "\n";
}else{
    print "no match" . "\n";
}

• 大文字小文字問わず検索したい場合perlではi修飾子を使うことで大文字小文字を区別せずに検索できます

if ('Perl'  =~ /p..l/i) {
    print "match" . "\n";
}else{
    print "no match" . "\n";
}

PerlでWeb API

HTTP:Tiny

• HTTP:Tinyを利用してWeb APIを利用します
  • Web APIに限らずHTTPで提供されているデータをPerlで利用するときに用います

JSON:PP

• JSON:PPモジュールを利用してJSON形式のデータをPerlのデータ形式に変換します

気象庁非公式Web APIを利用

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

use Data::Dumper;
use HTTP::Tiny;
use JSON::PP;

my $url
    = 'https://www.jma.go.jp/bosai/forecast/data/overview_forecast/130000.json';
my $response = HTTP::Tiny->new()->get($url);
my $content = $response->{content};

my $decoded_content = JSON::PP->new->decode($content);
print $decoded_content->{targetArea};