Perl 布尔值，否定（以及如何解释）？

Question

我是新来的。在阅读了如何提问和格式化之后，我希望这是一个可以的问题。我对 perl 不是很熟练，但它是我最了解的编程语言。

我尝试将 Perl 应用到现实生活中，但我没有得到很好的理解——尤其是我妻子的理解。我告诉她：

如果她晚上没有给我带来 3 瓶啤酒，那意味着我得到零（或没有） 瓶啤酒。

正如您可能猜到的那样，没有取得多大成功。 :(

现在事实上。来自perlop：

一元“！”执行逻辑否定，即“非”。

语言，boolean 类型（只能有两个“值”）是可以的：

如果不是一个值 -> 必须是另一个。

很自然：

!true  -> false
!false -> true

但是 perl 没有 boolean 变量 - 只有一个 truth system，而所有的东西都不是 0，'0' undef，'' 是 TRUE。问题来了，当将 逻辑否定 应用于 非逻辑值 例如数字。

例如如果某个数字 IS NOT 3，那就意味着它 IS ZERO 或为空，而不是 现实生活 的意思，如果某物不是 3，表示它可以是 除 3 以外的任何值（例如，也可以是零）。

所以接下来的代码：

use 5.014;
use Strictures;

my $not_3beers = !3;

say defined($not_3beers) ? "defined, value>$not_3beers<" : "undefined";
say $not_3beers ? "TRUE" : "FALSE";

my $not_4beers = !4;
printf qq{What is not 3 nor 4 mean: They're same value: %d!\n}, $not_3beers if( $not_3beers == $not_4beers );
say qq(What is not 3 nor 4 mean: @{[ $not_3beers ? "some bears" : "no bears" ]}!) if( $not_3beers eq $not_4beers );

say ' $not_3beers>',  $not_3beers, "<";
say '-$not_3beers>', -$not_3beers, "<";
say '+$not_3beers>', -$not_3beers, "<";

打印：

defined, value><
FALSE
What is not 3 nor 4 mean: They're same value: 0!
What is not 3 nor 4 mean: no bears!
 $not_3beers><
-$not_3beers>0<
+$not_3beers>0<

此外：

perl -E 'say !!4'

什么是不是4是1，而不是4！

上面对妻子的陈述是“错误的”（意思是 0）:)，但是 真的想教我儿子 Perl，过了一会儿，他问我妻子：为什么，如果有些东西不是 3 意味着它是 0 吗？ .

所以问题是：

• 如何向我儿子解释这一点
• 为什么perl有这个设计，那么为什么!0每次都是1
• 这里有什么“背后”的东西比!0 需要的不是任何随机数，而是0。
• 正如我已经说过的，我不太了解其他语言 - 在每种语言中都是 !3 == 0?

Answer 1

逻辑否定一个假值需要选择一些值来表示结果真值。 “1”是一个不错的选择。我想说返回哪个值并不重要（或者相反，重要的是您不要依赖任何返回的特定真实值）。

Answer 2

• 正如我已经说过的，我不太了解其他语言 - 在每种语言中都是 !3 == 0？

• 是的。在 C（以及 C++）中，也是一样的。

  void main() {
      int i = 3;
      int n = !i;
      int nn = !n;
      printf("!3=%i ; !!3=%i\n", n, nn);
  }
  

  打印（见http://codepad.org/vOkOWcbU）

  !3=0 ; !!3=1
  

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• 如何向我儿子解释这一点

• 非常简单。 !3 表示“与 some 非假值相反，这当然是假的”。这称为“上下文”——在否定运算符强加的布尔上下文中，“3”不是数字，它是真/假的陈述。

  结果也不是“零”，而仅仅是 Perl 方便表示 false 的东西 - 如果在数字上下文中使用，它会变成零（但如果在字符串上下文中使用，则为空字符串 - 请参阅 @ 之间的区别987654328@和!3 . "a")

  布尔上下文只是一种特殊的标量上下文，它不会执行到字符串或数字的转换。 (perldoc perldata)

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• 为什么 perl 有这种设计，那么为什么 !0 每次都是 1

• 见上文。除了其他可能的原因（虽然我不知道这是否是 Larry 的主要原因），C 具有相同的逻辑，Perl 的许多语法和思想都来自 C。

  有关非常好的基础技术细节，请在此处查看答案：“What do Perl functions that return Boolean actually return”和此处：“Why does Perl use the empty string to represent the boolean false value?”

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• 这里有什么“背后”的东西比 !0 需要的不是任何随机数，而是 0。

• 除了实现的简单性之外，别无其他。生成“1”比生成随机数更容易。

• 如果您要问一个不同的问题“为什么它是 1 而不是原来的 # 被否定为 0”，答案很简单 - 到时候Perl 解释器会否定该零，它不再知道/记住零是“！3”的结果，而不是导致值为零/假的其他表达式。

Answer 3

如果你想测试一个数字不是 3，那么使用这个：

my_variable != 3;

使用语法!3，因为!是一个布尔运算符，首先将3转换为布尔值（即使perl可能没有正式的布尔类型，它仍然可以这样工作），其中，因为它非零，意味着它被转换为true 的等价物。然后，!true 生成 false，当转换回整数上下文时，生成 0。继续该逻辑显示!!3 如何将3 转换为true，然后将其反转为false，再次反转回true，如果此值用于整数上下文，则转换为@ 987654335@。大多数现代编程语言都是如此（尽管可能不是一些更以逻辑为中心的语言），尽管确切的语法可能因语言而异......

Answer 4

我认为您过于关注否定，而太少关注 Perl 布尔值的含义。

历史/实施视角

什么是真理？检测到高于 x 伏特的电压。

在更高的抽象级别上：如果此处设置了此位。

位序列的抽象可以被认为是一个整数。这个整数是假的吗？是的，如果没有设置位，即整数为零。

面向硬件的语言可能会使用这种真理定义，例如C，以及所有 C 的后代，包括 Perl。

0 的取反可以是按位取反——所有位都翻转为1——或者我们只是将最后一位设置为1。结果通常会分别解码为整数-1和1，但后者更节能。

务实的视角

当我们处理计数时，方便将除零之外的所有数字都视为true：

my $wordcount = ...;

if ($wordcount) {
  say "We found $wordcount words";
} else {
  say "There were no words";
}

或

say "The array is empty" unless @array;  # notice scalar context

像 Perl 这样的实用语言可能会认为零是错误的。

数学视角

任何数字都没有理由是假的，每个数字都是一个定义明确的实体。真或假仅通过谓词、可以是真或假的表达式出现。只有这个真值可以被否定。例如

¬(x ≤ y) where x = 2, y = 3

是假的。许多在数学上有坚实基础的语言不会考虑任何错误，而是特殊的错误值。在 Lisps 中，'() 或 nil 通常为假，但0 通常为真。也就是说，一个值只有在它不为 nil 时才为真！

在此类数学语言中，!3 == 0 很可能是类型错误。

回复：啤酒

啤酒很好。任何数量的啤酒都不错，只要你有一个：

my $beers = ...;

if (not $beers) {
  say "Another one!";
} else {
  say "Aaah, this is good.";
}

啤酒计数变量的布尔化只是告诉我们您是否有啤酒。将!! 视为布尔化运算符：

my $enough_beer = !! $beers;

布尔化与确切的数量无关。但也许任何 ≥ 3 的数字都是好的。那么：

my $enough_beer = ($beers >= 3);

否定啤酒不够：

my $not_enough_beer = not($beers >= 3);

或

my $not_enough_beer = not $beers;

fetch_beer() if $not_enough_beer;

套装

Perl 标量并不代表整个宇宙。特别是，not 3 不是所有非三个实体的集合。表达式3 是真值吗？是的。因此，not 3 是一个虚假值。

4 == not 3 的建议行为为真可能是不可取的：4 和“所有不是三的事物”不相等，四个只是众多事物之一不是三个。我们应该正确地写它：

4 != 3    # four is not equal to three

或

not( 4 == 3 )   # the same

将! 和not 视为logical-negation-of 可能会有所帮助，而不是except。

如何教学

可能值得引入数学谓词：可以为真或假的表达式。如果我们只通过明确的测试“创造”真实性，例如length($str) > 0，那么您的问题就不会出现。我们可以将结果命名为：my $predicate = (1 < 2)，但我们可以决定永远不将它们打印出来，而是：print $predicate ? "True" : "False"。这回避了考虑 true 或 false 的特殊表示的问题。

直接考虑值为真/假将只是一个捷径，例如foo if $x 可以认为是一种快捷方式

foo if defined $x and length($x) > 0 and $x != 0;

Perl 是关于快捷方式的。

教授这些快捷方式、perl 的各种上下文以及它们出现的位置（数字/字符串/布尔运算符）可能会有所帮助。

• 列表上下文
  • 大小均匀的列表上下文
• 标量上下文
  • 数字上下文
  • 字符串上下文
  • 布尔上下文
• 空上下文