LISP - 获取子字符串

Lisp - 字符串操作和子字符串

在 Common Lisp 中，字符串是专门的一维字符数组。由于字符串是序列，因此许多强大的序列函数可用于操作它们。提取字符串一部分最基本的操作是创建子字符串。

使用 `subseq` 提取子字符串

subseq 函数（sub-sequence 的缩写，即“子序列”）是提取任何序列（包括字符串）一部分的主要工具。其语法是 (subseq sequence start &optional end)。

sequence：要从中提取的字符串（或其他序列）。
start：子字符串的基于 0 的起始索引（包含）。
end：可选的基于 0 的结束索引（不包含）。如果省略，子字符串将延伸到字符串的末尾。

示例：基本子字符串提取

(defparameter *message* "Welcome to the Lisp world!")

;; 获取从索引 15 到末尾的子字符串
(format t "Substring (end): '~a'~%" (subseq *message* 15))

;; 获取从索引 8 到 14 的子字符串
(format t "Substring (range): '~a'~%" (subseq *message* 8 14))

输出

Substring (end): 'Lisp world!'
Substring (range): 'to the'

错误处理

使用无效索引调用 subseq 会引发错误。验证索引或优雅地处理潜在错误是良好的实践，例如，通过使用 handler-case。

示例：处理无效索引

(defun safe-subseq (str start &optional end)
  "一个安全的 subseq 包装器，在出错时返回 NIL。"
  (handler-case (subseq str start end)
    ;; 在 Common Lisp 中，所有错误都继承自 `error` 条件。
    (error (c)
      (format t "Error while getting substring: ~a~%" c)
      nil)))

;; --- 用法 ---

;; 这将失败，因为起始索引超出范围
(let ((result (safe-subseq "Hello" 10)))
  (format t "Result of invalid call: ~a~%" result))

;; 这将失败，因为结束索引超出范围
(let ((result (safe-subseq "Hello" 0 100)))
  (format t "Result of invalid call: ~a~%" result))

输出

Error while getting substring: The start bounding index, 10, is beyond the end of the sequence, 5.
Result of invalid call: NIL
Error while getting substring: The end bounding index, 100, is beyond the end of the sequence, 5.
Result of invalid call: NIL

解释

handler-case 宏尝试执行其第一个表单。如果在执行期间引发 error 条件，它会捕获条件对象 c，打印一条消息，并返回 nil 而不是使程序崩溃。

实际应用：解析日志条目

子字符串对于解析结构化文本至关重要。让我们编写一个函数来将类似 "[INFO] 2023-10-27: User logged in." 的日志条目解析成其组成部分。

(defun parse-log-entry (log-line)
  "解析日志条目并将其组件作为列表返回。"
  (let* ((level-end (position #] log-line))
         (date-start (+ level-end 2))
         (date-end (+ date-start 10))
         (msg-start (+ date-end 2)))
    (list
     :level (subseq log-line 1 level-end)
     :date (subseq log-line date-start date-end)
     :message (subseq log-line msg-start))))

;; --- 用法 ---
(defparameter *log1* "[INFO] 2023-10-27: User logged in.")
(defparameter *log2* "[ERROR] 2023-10-28: Database connection failed.")

(print (parse-log-entry *log1*))
(print (parse-log-entry *log2*))

输出

(:LEVEL "INFO" :DATE "2023-10-27" :MESSAGE "User logged in.")
(:LEVEL "ERROR" :DATE "2023-10-28" :MESSAGE "Database connection failed.")

其他有用的字符串函数

除了 subseq 之外，Lisp 标准库还包括许多其他有用的字符串操作函数：

搜索：(search "needle" "haystack") 查找子字符串的起始位置。
拼接：(concatenate 'string "Hello, " "world!") 将多个字符串连接在一起。
修剪：(string-trim '(#\Space #\Tab) " some text ") 从字符串两端移除空白字符。
大小写转换：string-upcase、string-downcase 和 string-capitalize 用于改变字符串的大小写。