Hướng dẫn học lập trình Perl cơ bản cho người mới

Perl là gì và dùng để làm gì

Perl là ngôn ngữ bậc cao, kiểu động, do Larry Wall tạo ra năm 1987. Nó được thiết kế cho xử lý văn bản và tạo báo cáo, và trở nên nổi tiếng như ngôn ngữ keo dán của quản trị hệ thống Unix và phát triển web thuở đầu. Biểu thức chính quy của Perl có ảnh hưởng lớn đến mức nhiều ngôn ngữ khác áp dụng cú pháp regex "tương thích Perl".

Ngày nay Perl được dùng cho script quản trị hệ thống, xử lý log và văn bản, tin sinh học, ứng dụng web cũ và các bộ lọc dòng lệnh một dòng. Perl được cài sẵn trên hầu hết hệ thống Linux và Unix. CPAN (Comprehensive Perl Archive Network) lưu trữ một bộ sưu tập rất lớn các module có thể tái sử dụng. Hướng dẫn này nói về Perl 5; ngôn ngữ từng được gọi là Perl 6 nay là một ngôn ngữ riêng tên Raku.

Chạy Hello, world

Kiểm tra Perl đã được cài bằng perl -v. Trên Windows, Strawberry Perl là một bản phân phối phổ biến. Hãy bắt đầu mọi script bằng use strict; và use warnings;: chúng bắt lỗi gõ nhầm và mã không an toàn.

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

print "Hello, world!\n";

perl hello.pl
# Hello, world!
perl -e 'print "Hello from a one-liner\n"'

Câu lệnh kết thúc bằng dấu chấm phẩy. Chú thích bắt đầu bằng #. Chuỗi trong dấu nháy kép nội suy biến và các chuỗi thoát như \n; chuỗi trong dấu nháy đơn được giữ nguyên.

Biến: scalar, mảng và hash

Biến Perl bắt đầu bằng một sigil cho biết loại giá trị. Khai báo mỗi biến bằng my, để biến cục bộ trong khối bao quanh.

use strict;
use warnings;

my $name  = "Perl";             # scalar: one value
my $year  = 1987;
my @langs = ("Perl", "C", "sh"); # array: ordered list
my %port  = (http => 80, https => 443);  # hash: key-value pairs

print "$name since $year\n";    # Perl since 1987
print "First: $langs[0]\n";     # First: Perl (element is a scalar, so $)
print "Count: ", scalar(@langs), "\n";   # Count: 3
print "HTTPS: $port{https}\n";  # HTTPS: 443
print "Sum: ", "10" + 5, "\n";  # Sum: 15 (strings convert to numbers)
print "Join: " . "a" . "b" x 3, "\n";    # Join: abbb

Điều khiển luồng

Perl có if, elsif, else, unless, while, until, for và foreach. Một câu lệnh ngắn có thể theo sau bởi điều kiện, đọc như tiếng Anh. next nhảy sang lần lặp kế tiếp và last thoát khỏi vòng lặp.

use strict;
use warnings;

my $score = 72;
if ($score >= 90) {
    print "A\n";
} elsif ($score >= 70) {
    print "B\n";                 # B
} else {
    print "C\n";
}
print "passed\n" if $score >= 50;          # statement modifier
print "not perfect\n" unless $score == 100;

for my $i (1 .. 3) {
    print "i = $i\n";
}

my @names = ("ann", "bo");
foreach my $n (@names) {
    next if $n eq "bo";          # skip to the next item
    print ucfirst($n), "\n";     # Ann
}

my $k = 3;
while ($k > 0) { $k--; }

Các giá trị sai là 0, "0", chuỗi rỗng "", danh sách rỗng và undef. Mọi thứ khác đều đúng.

Subroutine

Định nghĩa hàm bằng sub. Các đối số đến trong mảng đặc biệt @_, và dòng đầu thông thường sẽ sao chép chúng vào các biến có tên. Một subroutine có thể trả về một scalar hoặc một danh sách.

use strict;
use warnings;

sub add {
    my ($x, $y) = @_;            # arguments arrive in @_
    return $x + $y;
}

sub greet {
    my ($name, $greeting) = @_;
    $greeting //= "Hello";       # default if undefined
    return "$greeting, $name!";
}

sub stats {
    my @nums = @_;
    my $sum = 0;
    $sum += $_ for @nums;
    return ($sum, $sum / @nums); # return a list
}

print add(2, 3), "\n";           # 5
print greet("Ann"), "\n";        # Hello, Ann!
my ($total, $avg) = stats(4, 8, 6);
print "$total $avg\n";           # 18 6

Perl hiện đại cũng hỗ trợ signature, như sub add($x, $y) { ... }, được bật bằng use v5.36; trở lên, đồng thời cũng bật strict và warnings.

Mảng, hash và tham chiếu

Mảng và hash đi kèm các hàm dựng sẵn mạnh như push, pop, shift, sort, map, grep, keys và exists. Dữ liệu lồng nhau dùng tham chiếu: [ ... ] tạo tham chiếu mảng và { ... } tạo tham chiếu hash, còn -> đi theo chúng.

use strict;
use warnings;

my @nums = (5, 3, 8, 1);
push @nums, 9;                           # add to the end
my $last = pop @nums;                    # remove from the end: 9
my @sorted  = sort { $a <=> $b } @nums;  # numeric sort
my @doubled = map  { $_ * 2 } @sorted;
my @big     = grep { $_ > 4 } @sorted;
print "@sorted | @doubled | @big\n";     # 1 3 5 8 | 2 6 10 16 | 5 8

my %age = (ann => 31, bo => 25);
$age{cy} = 40;
delete $age{bo};
for my $who (sort keys %age) {
    print "$who is $age{$who}\n";        # ann is 31 / cy is 40
}
print "has ann\n" if exists $age{ann};

# references build nested data structures
my $user = { name => "Ann", langs => ["Perl", "SQL"] };
print "$user->{name} knows $user->{langs}[1]\n";  # Ann knows SQL
print scalar @{ $user->{langs} }, "\n";           # 2

Trong khối sort, $a và $b là hai phần tử đang được so sánh. <=> so sánh theo số và cmp so sánh như chuỗi; sort @list thông thường sắp xếp như chuỗi, nên 10 đứng trước 9.

Biểu thức chính quy

Biểu thức chính quy được tích hợp vào cú pháp của Perl, và đó là tính năng đặc trưng của nó. =~ áp dụng phép khớp m/.../ hoặc phép thay thế s/.../.../. Các nhóm bắt được có sẵn dưới dạng $1, $2 và tiếp theo, còn các bộ điều chỉnh như g (toàn cục) và i (không phân biệt hoa thường) đứng sau dấu gạch chéo đóng.

use strict;
use warnings;

my $line = "2026-10-31 ERROR disk full on /dev/sda1";

if ($line =~ /^(\d{4})-(\d\d)-(\d\d)\s+(\w+)/) {
    print "year=$1 level=$4\n";          # year=2026 level=ERROR
}

(my $masked = $line) =~ s/\d/#/g;        # copy, then replace digits
print "$masked\n";                       # ####-##-## ERROR disk full on /dev/sda#

my @words = split /\s+/, $line;
print scalar(@words), " words\n";        # 6 words

my %h = ("a=1, b=2, c=3" =~ /(\w)=(\d)/g); # pairs into a hash
print join(",", map { "$_$h{$_}" } sort keys %h), "\n";  # a1,b2,c3

Dùng qr/.../ để lưu mẫu đã biên dịch vào một biến, và bộ điều chỉnh x để viết mẫu dài trên nhiều dòng kèm chú thích.

Xử lý lỗi

die phát sinh một ngoại lệ còn warn in cảnh báo ra đầu ra lỗi chuẩn. eval { ... } bắt ngoại lệ và đặt thông báo lỗi vào $@. Các lời gọi hệ thống như open trả về sai khi thất bại và đặt $! thành lỗi của hệ điều hành, vì vậy hãy kiểm tra chúng bằng or die.

use strict;
use warnings;

sub divide {
    my ($x, $y) = @_;
    die "division by zero\n" if $y == 0;
    return $x / $y;
}

my $result = eval { divide(1, 0) };
if ($@) {
    print "Caught: $@";                  # Caught: division by zero
}

open(my $fh, "<", "missing.txt")
    or print "Cannot open: $!\n";        # Cannot open: No such file or directory

Thông báo die kết thúc bằng \n được in nguyên văn; nếu không có ký tự xuống dòng, Perl sẽ thêm tên tệp và số dòng. Từ Perl 5.34 còn có tính năng try/catch thử nghiệm, và các module như Try::Tiny được dùng rộng rãi.

Một chương trình hoàn chỉnh nhỏ: đếm mức độ log

Script này đọc log từ các tệp nêu trên dòng lệnh hoặc từ đầu vào chuẩn, đếm số dòng theo mức độ và in bản tóm tắt đã sắp xếp. Nó minh họa toán tử kim cương <>, biểu thức chính quy, hash và printf.

#!/usr/bin/env perl
# logstat.pl: count log levels in a file or standard input
use strict;
use warnings;

my %count;
my $lines = 0;

while (my $line = <>) {                  # reads files named on the command line, or STDIN
    chomp $line;
    $lines++;
    next unless $line =~ /\b(INFO|WARN|ERROR)\b/;
    $count{$1}++;
}

printf "%d lines read\n", $lines;
for my $level (sort { $count{$b} <=> $count{$a} || $a cmp $b } keys %count) {
    printf "%-5s %3d\n", $level, $count{$level};
}

perl logstat.pl app.log
# 120 lines read
# INFO   97
# WARN   18
# ERROR   5

Học tiếp ở đâu

• perlintro và các hướng dẫn khác tại perldoc.perl.org, cũng dùng được ngoại tuyến bằng perldoc perlintro.
• Learning Perl và Modern Perl, hai cuốn sách nổi tiếng cho người mới.
• MetaCPAN, giao diện tìm kiếm các module CPAN.
• perlre và perlretut cho tài liệu tham chiếu đầy đủ về biểu thức chính quy.