1.2 Clojure编程快速入门

要运行Clojure及本书的示例代码，你需要两件东西。

● Java运行时。请下载并安装Java 5或是更高版本。Java 6具有显著的性能提升和更好的异常报告，如果可能就尽量选它吧。

● Leiningen。Leiningen是一个用于管理依赖项的工具，并且可以基于你的代码启动各种任务。在Clojure世界中，它是处理这项工作最常用的工具了。

你将会使用Leiningen来安装Clojure和本书所有示例代码的依赖项。如果你已经安装了Leiningen，那就应该已经熟悉相关的基础知识了。否则，你应该快速的浏览一下Leiningen的GitHub主页，在那儿你能找到如何安装，以及其基本用法的说明。现在还不用急着去学习所有这一切，因为本书会指引你轻松地掌握那些必须的命令。

在阅读本书期间，请使用与本书示例代码匹配的Clojure版本。读完本书后，你就可以按照“自行构建Clojure”中的说明，构建一个最新鲜的Clojure版本。

           git clone git://github.com/clojure/clojure.git
          cd clojure
          mvn package

请参阅前言中“下载示例代码”中说明，下载本书的示例代码。当你下载了示例代码后，你还需要使用Leiningen获取它们的依赖项。请在示例代码的根目录下执行。

        lein deps

那些依赖项将被下载到本地并放置在适当的位置。为了测试安装是否正确，你可以进入到放置示例代码的目录，并启动一个Clojure的REPL（读取-求值-打印循环）。Leiningen包含了一个启动REPL的脚本，它可以连同依赖项一起加载Clojure，本书后面部分会用到那些依赖项。

        lein repl

当你成功的启动了REPL，它将会显示“user=>”对你进行提示。

        Clojure
        user=>

现在，你已经为“Hello World.”做好了准备。

1.2.1 使用REPL

来看看如何使用REPL，让我们创建几个“Hello World”的变体。首先，在REPL提示符下键入(println "hello world")。

        user=> (println "hello world")
        ->hello world

第二行的“hello world”，就是REPL针对你提交的请求，产生的控制台输出。

接下来，将你的“Hello World”封装成一个函数，让它可以通过名字向人问好。

        (defn hello [name] (str "Hello, " name))
        -> #'user/hello

我们来分析一下。

● defn定义了一个函数。

● hello是这个函数的名称。

● hello函数接受一个参数name。

● str是一个函数调用，把由任意参数组成的列表连接为一个字符串。

● defn、hello、name和str都是符号（symbols），代表了它们各自涉及事物的名称。在第2.1.2小节“符号”中有关于合法符号的定义。

再看看这行代码的返回值：#'user/hello。前缀#'表示这个函数是用一个 Clojure 变量（var）来保存的，其中 user 是这个函数所在的命名空间（namespace）（就像 Java的默认包一样，user是REPL的默认命名空间）。你现在还不必为变量和名字空间担忧，第2.4节“变量、绑定和命名空间”里有关于它们的讨论。

你现在可以调用hello函数，并传入你的名字了。

        user=> (hello "Stu")
        -> "Hello, Stu"

如果你发现 REPL 的状态令你倍感困惑，最简单的解决办法就是直接关闭这个REPL（Windows下使用CTRL+C，*nix下则是CTRL+D），然后再另外启动一个。

1.2.2 特殊变量

REPL 包括几个有用的特殊变量。当你使用 REPL 时，最近三次求值结果的描述被分别存储在特殊变量*1、*2和*3中。这使得进行迭代变的非常容易。下面，让我们向几个不同的名字问声好。

        user=> (hello "Stu")
        -> "Hello, Stu"
        user=> (hello "Clojure")
        -> "Hello, Clojure"

现在，你可以使用那几个特殊变量，把最近的几个工作成果组合起来。

        (str *1 " and " *2)
        -> "Hello, Clojure and Hello, Stu"

如果你在使用REPL的过程中犯了错，你会看到一个Java异常。出于简洁方面的考虑，细节往往被省略了。例如，除以零是不允许的。

        user=> (/ 1 0)
        -> ArithmeticException Divide by zero clojure.lang.Numbers.divide

这是个显而易见的问题，但有些时候问题会更加微妙，这时你就需要获得更详细的堆栈跟踪（stack trace）信息了。最后一个异常被保存在特殊变量*e中。由于Clojure异常就是Java异常，所以你能使用pst函数（print stacktrace）得到堆栈跟踪信息。

        user=> (pst)
        -> ArithmeticException Divide by zero
        | clojure.lang.Numbers.divide
        | sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0
        | sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke
        | sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke
        | java.lang.reflect.Method.invoke
        | clojure.lang.Reflector.invokeMatchingMethod
        | clojure.lang.Reflector.invokeStaticMethod
        | user/eval1677
        | clojure.lang.Compiler.eval
        | clojure.lang.Compiler.eval
        | clojure.core/eval

更多与Java互操作方面的内容，参见第9章“极尽Java之所能”。如果你的代码块实在太大，不便于在REPL中逐行敲入，不妨将代码保存到一个文件中，然后通过REPL，使用绝对路径或是相对路径（相对于启动REPL的路径）来加载这个文件。

        ; 保存一些东西到temp.clj中, 然后执行...
        user=> (load-file "temp.clj")

REPL 是一个美妙的场所，在这里你可以尝试各种想法并立即获得反馈。为达到最佳效果，阅读本书时，请务必保持随时都开启着REPL。

1.2.3 添加共享状态

上一节中的hello函数是“纯粹的”，也就是说，它不会产生任何副作用。纯函数易于开发、测试，并易于理解，你应该优先选择它们来处理任务。

可是，大多数程序拥有共享状态，并且需要使用非纯粹的函数来管理这些共享状态。让我们对hello函数进行扩展，使其能够追踪过往访客的足迹。首先，你需要一种数据结构来追踪访客。集合就非常合适。

        #{}
        -> #{}

#{}是空集合的字面表示法。接下来，你需要conj函数。

        (conj coll item)

conj是conjoin（连接）的缩写，它会新建一个含有新增项的集合。将元素连接到集合，就好像是创建了一个新的集合。

        (conj #{} "Stu")
        -> #{"Stu"}

现在你可以创建新的集合了，但你还需要某种方法来对当前访客的集合保持跟踪。为此，Clojure提供了几种引用类型。最基本的引用类型是原子。

        (atom initial-state)

你可以使用def来为你的原子命名。

        (def symbol initial-value?)

def有点像defn，但更为通用。Def既能定义函数，又能定义数据。下面使用atom创建一个原子，并用def将这个原子绑定到名称visitors上。

        (def visitors (atom #{}))
        -> #’user/visitors

要更新一个引用，你需要使用诸如swap!这样的函数。

        (swap! r update-fn & args)

swap!会对拿引用r去调用update-fn，并根据需要传递其他可选的参数。下面试一下用conj作为更新函数，把一个访客swap!进入到访客集合中。

        (swap! visitors conj "Stu")
        -> #{"Stu"}

原子只是Clojure的几种引用类型之一。选择恰当的引用类型时，需要格外小心仔细（相关讨论参见第5章“状态”）。

你可以在任何时候使用deref或者它的缩写@号来提取引用内部的值。

        (deref visitors)
        -> #{"Stu"}
        @visitors
        -> #{"Stu"}

现在，是时候创建这个更加复杂的新版hello了。

        src/examples/introduction.clj
        (defn hello
          "Writes hello message to *out*. Calls you by username.
            Knows if you have been here before."
          [username]
          (swap! visitors conj username)
          (str "Hello, " username))

下一步，检查一下看能否在内存中正确地追踪了。

        (hello "Rich")
        -> "Hello, Rich"
        @visitors
        -> #{"Aaron" "Stu" "Rich"}

你的访客列表十有八九与此处显示的不同。这就是状态捣的乱！结果是否会有差别，取决于事情何时发生。你还可以据此推论出一个函数是否管理着本地信息。对状态进行推断，需要对其演变历史有着充分的认识。

只要可能，就应该极力避免状态。但是当你确实需要它的时候，通过使用诸如原子这样的引用类型，就能让状态保持完整以及可控。原子（和所有其他的Clojure引用类型）对于多个线程和多个处理器都是安全的。更棒的是，获得这种安全性无需借助声名狼藉的锁定机制，那实在是太让人抓狂了。

至此，你应该已经能很舒畅的在REPL中录入那些较短的代码了。其实那些较长的代码也没有太多不同，你同样可以在REPL中加载并运行大量有成百上千行代码的Clojure库。下面让我们来探索一下吧。