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perl/perlonelinecn-master/03数值计算.md

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+# 数值计算
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+## 21.检查一个数字是否是质数
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+    perl -lne '(1x$_) !~ /^1?$|^(11+?)\1+$/ && print "$_ is prime"'
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+这行代码巧妙使用一个正则表达式判断给予的数字是不是质数。不要想得太复杂了，我引用这个例子主要为了说明其他的技巧性。
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+首先，这个数字通过“1x$_”被转变为他一元表达式。例如,5被转化了“1x5”，也就是“11111”。
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+接着，对这个一元表达式进行用独特的正则表达式进行匹配，如果不匹配这个数字是个质数，否则他就是是个合数。
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+这个正则表达式由两部分组成：“^1?$”和“^(11+?)\1+$”。
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+第一个部分匹配“1”和空字符串。很明显，空字串和1不是质数，因此，这个表达式匹配了则表明这个数字不是一个质数。
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+第二部分检测是否两次或者更多次重复的1的组成了这个数字，正则匹配了，意味着数字由这样的多个1的重复组成的，否则的话，它是一个质数。
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+下面我们以5和6为例子，说明第二部分这个正则。
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+5的一元的表达式为“11111”。“(11+?)”首先会匹配两个1 “11”。后面引用“\1”变成“11”,于是整个正则表达式变成了“^11(11)+$”。这个不会匹配11111，于是匹配失败。由于正则部分使用了“+?”，它会回溯，接着匹配三个1“111”。\1于是变成了“111”这个正则表达式变成了“^111(111)+$”。这个也不会匹配。于是又重复用“1111”和“11111”匹配，当然也不会匹配。直到所有模式都尝试一遍都失败，因此这个数字是个质数。
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+数字6的一元表达式为“111111”。“(11+?)”首先匹配两个1 “11”，整个正则表达式为“^11(11)+$”。这个会匹配“111111”，所以数字不是一个质数。
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+“-lne”在第一部分和第二部分已经解释过，不再赘述。
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+## 22.打印一行中所有的域的和。
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+    perl -MList::Util=sum -alne 'print sum @F'
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+这行代码使用了一个域自动切割的命令行选项“-a”，并且通过“-MList::Util=sum”引入了“List::Util”模块的“sum”求和函数。List::Util”模块是Perl核心模块，不需要担心额外安装的问题。
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+作为一个自动分割的结果，分割的域保存在“@F”数组中，“sum”函数只不过对其求和而已。-Mmodule=arg选项引入了一个模块，相当于语句use module qw(arg),这行代码相当于： use List::Util qw(sum);while (<>) {   @F = split(' ');   print sum @F, "\n";}
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+## 23.打印所有行所有域的值
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+    perl -MList::Util=sum -alne 'push @S,@F; END { print sum @S }'
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+这行代码通过push操作把每行分割的@F数组保存到@S数组中去，当所有行都输入后，perl退出前END{}块被执行，调用sum函数对@S的所有成员求和。这个和就是所有行所有域的和。
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+这个方案不是最好选择。它生成了一个额外的数组@S,最好的方式是是下面的：
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+    perl -MList::Util=sum -alne '$s += sum @F; END { print $s }'
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+## 24.以随机顺序显示每行的各个域。
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+    perl -MList::Util=shuffle -alne 'print "@{[shuffle @F]}"'
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+本行和例22基本上相同，只不过本例使用shuffle函数将行域顺序随机打乱，并显示出来。
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+“@{[shuffle @F]}” 结构创建了一个指向“shuffle @F”内容的数组引用，并且通过“@ {…}”将其解引用成其内容。这是一个执行插入到引用中代码的常用技巧。这方法于我们需要把@F顺序打乱，并以空格分割输出是必须的。
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+另一种方法可以实现同样的功能，是通过join把@F的各个元素和空格连接起来，但是代码会更长一点：
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+    perl -MList::Util=shuffle -alne 'print join " ", shuffle @F'
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+## 25.找到每一行的最小的元素
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+    perl -MList::Util=min -alne 'print min @F'
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+本行代码使用了“List::Util”模块的“min”函数，形式和前面几例都相似。每行通过“-a”选项自动分割，并用“min”函数求出最小的元素并打印出来。
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+## 26.找到所有行中最小的元素。
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+    perl -MList::Util=min -alne '@M = (@M, @F); END { print min @M }'
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+这行代码是上一例子以及例23的整合。“@M=（@M,@F）”结构相当于“push @M,@F”,把@F的内容附加到数组@M中。
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+本代码需要把所有数据都存进内存。如果你用它去处理10T大的文件，他肯定会挂掉。因此，因此更好一点的方法是只把最小等数存进内存，最后输出：
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+    perl -MList::Util=min -alne '$min = min @F; $rmin = $min unless defined $rmin && $min > $rmin; END { print $rmin }'
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+代码会找出每一个行最小的一个并存进 $min,接着检查他是不是比当前最小数$rmin还小。最后打印当前最小数，保证了在所有的输人中他是最小的一个值。
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+## 27.找出一行中最大的数
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+    perl -MList::Util=max -alne 'print max @F'
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+和例25完全相同，只不过函数用最大函数“max”。
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+## 28.找出所有行中最小的一个
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+    perl -MList::Util=max -alne '@M = (@M, @F); END { print max @M }'
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+和例子26一样，也有另一种形式：
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+    perl -MList::Util=max -alne '$max = max @F; $rmax = $max unless defined $rmax && $max < $rmax; END { print $rmax }'
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+## 29.对所有的域的值用其绝对值代替
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+    perl -alne 'print "@{[map { abs } @F]}"'
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+本行代码，先通过“-a”命令行参数自动分割行的各个域，接着调用绝对值函数“abs”，通过map对其进行整体操作。最后利用匿名数组方式将各个域连接。@{ ... }解释见例24.
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+## 30.找到每行域个数
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+    perl -alne 'print scalar @F'
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+本行代码强制@F到标量上下文，这在perl中就是@F的元素个数。因此输出结果就是每行的域个数。
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+## 31.输出每行，并在每行前面显示域数量。
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+    perl -alne 'print scalar @F, " $_"'
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+本例和例30基本上一样，除了把每行的内容“$_”也打印出来了。（提示，“-n”选项会导致进行输入循环，并把每行的内容存储在$_变量）。
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+## 32.计算所有行的域总数
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+    perl -alne '$t += @F; END { print $t}'
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+在这我们仅仅通过把每行的域的数量累加，并用变量“$t”保存，最后输出。结果就是所有域的总数。
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+## 33.打印出匹配模式的域总数。
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+    perl -alne 'map { /regex/ && $t++ } @F; END { print $t }'
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+这行代码使用map函数对@F数组的各个元素进行操作。本例中是检查其是否匹配模式/regex/，如果是的话，给变量$t加1。在最后END模块中打印出$t的值，即为匹配的域的总数。
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+还有一种比较好的方法是：
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+    perl -alne '$t += /regex/ for @F; END { print $t }'
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+每一个@F的元素用/regex/模式检验。如果匹配/regex/会返回值1（表示真），我们用+=操作符累加并赋值给$t.用这种方式使得匹配的数量会被保存在$t。
+最好的方式是利用标量上下文的grep：
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+    perl -alne '$t += grep /regex/, @F; END { print $t }'
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+在标量上下文grep会返回匹配的数量，数量也用$t进行累加。
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+## 34.打印所有匹配模式的行总数
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+    perl -lne '/regex/ && $t++; END { print $t }'
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+如果当前行输出匹配正则模式，/regex/为true。/regex/ && $t++相当于if ($_ =~ /regex/) { $t++ }，如果模式匹配，$t值就会加1.最后END模块输出$t值，就是匹配模式的行的数量。
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+## 35.打印PI的值到n位小数点后。
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+    perl -Mbignum=bpi -le 'print bpi(21)'
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+bignum库的bpi函数可以计算输出PI常量到所需足够精确地值。本例打印PI到小数点后20位。
+bignum库也可以直接输出PI常量，这个数值保留39位的精确度：
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+    perl -Mbignum=PI -le 'print PI'
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+## 36.打印E的值到n为小数点后。
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+    perl -Mbignum=bexp -le 'print bexp(1,21)'
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+Bignum库也可以利用bexp函数，来计算和输出e及其n方幂的精确值，他的两个参数为幂值n以及精确位。本里打印了e的值（1一次方）到20位小数点后。
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+## 37.打印e的平方到31位精确值：
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+    perl -Mbignum=bexp -le 'print bexp(2,31)'
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+和PI一样，binum也支持输出常量e，值也保持39位的精确度。
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+    perl -Mbignum=e -le 'print e'
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+## 38.打印Unix 时间值（自从1970年一月一日, 00:00:00 UTC后累计秒的值）
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+    perl -le 'print time'
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+内建的函数“time”返回公元以来的秒数。
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+## 39.打印GMT（格林威治时间）和本机时间。
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+    perl -le 'print scalar gmtime'
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+“gmtime”函数是Perl内建的函数。如果使用标量上下文，他会打印格林威治时区（0时区）标准时间。
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+    perl -le 'print scalar localtime'
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+“localtime”内建函数，表现和“gmtime”大致一样，不过他显示的计算机本地的时间。
+“gmtime”和“localtime”均返回9元素的列表（tm结构体），包含下述元素：
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+    ($second,[0]$minute,[1]$hour,[2]$month_day,[3]$month,[4]$year,[5]$week_day,[6]$year_day,[7]$is_daylight_saving[8])
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+根据实际的需要信息，你可以对此列表做切片，或者打印单个元素。例如，为了打印H:M:S，切割出localtime的2，1和0元素：
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+    perl -le 'print join ":", (localtime)[2,1,0]'
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+## 40. 打印昨天的日期
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+    perl -MPOSIX -le '@now = localtime; $now[3] -= 1; print scalar localtime mktime @now'
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+上例说了localtime返回一个9元素的各种时间项。其中第4项是当前日期数。如果我们对其减去1就得到昨天。“mktime”函数利用修改过的9项目列表构建一个Unix时间戳。最后“scalar localtime”打印了这个新的日期，就是昨天。
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+因为使用到了mktime函数，POSIX包是必须的，他应该是用于规范化负值。
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+## 41.打印14个月9天7秒前的日期
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+    perl -MPOSIX -le '@now = localtime; $now[0] -= 7; $now[4] -= 14; $now[7] -= 9; print scalar localtime mktime @now'
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+本行代码修改了@now列表的第1个，第5个以及第8个元素。第1个是秒数，第5个是月，第8个是日（见上面时间9元素表）.
+接着利用mktime生成把它转化成了Unix时间戳，再利用标量上下文的localtime打印日期：14个月9天7秒钟前。
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+## 42.计算阶乘。
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+    perl -MMath::BigInt -le 'print Math::BigInt->new(5)->bfac()'
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+本行代码使用Math::BigInt模块的bfac（）函数，这个模块内置与Perl核心（不必另行安装）。
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+Math::BigInt->new(5)结构创建一个新的Math::BigInt对象，构造参数为5。接着用bfac（）方法调用新创建的对象计算5的阶乘。如果计算其他数的阶乘，只需要在创建对象时候，更换构造参数的值为所希望的值即可。
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+另一种计算阶乘的方法是直接累乘从1到n的值：
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+    perl -le '$f = 1; $f *= $_ for 1..5; print $f'
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+我们给$f初始化赋值为1.接着做一个从1到5的循环，对$f进行各个值的累乘。结果是1*2*3*4*5,这就是5的阶乘。
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+## 43.计算最大公约数。
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+    perl -MMath::BigInt=bgcd -le 'print bgcd(@list_of_numbers)'
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+Math::BigInt还内带有其他好多个非常有用的数学函数。这其中之一是bgcd，用来计算一列数字的最大公约数。
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+    perl -MMath::BigInt=bgcd -le 'print bgcd(20,60,30)'  当然，你也可以使用欧几里德算法（即辗转相除法）。给予两个数字$n和$m,这行代码找出两者的gcd。结果保存在$m中。 perl -le '$n = 20; $m = 35; ($m,$n) = ($n,$m%$n) while $n; print $m'
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+## 44.计算最小公倍数。
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+另外一个函数是lcm，计算最小公倍数，一下行代码计算（35，20，8）的最小公倍数。
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+    perl -MMath::BigInt=blcm -le 'print blcm(35,20,8)'
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+如果你了解一些数字定理，你应该能知道gcd和lcm之间是有联系的。给定两个数字$n和$m,他们的lcm等于$n*$m/gcd($n,$m),因此，也就是另一种计算最小公倍数的行代码：
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+    perl -le '$a = $n = 20; $b = $m = 35; ($m,$n) = ($n,$m%$n) while $n; print $a*$b/$m'
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+## 45.生成5到15之间（包括15）的10个随机数
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+    perl -le '$n=10; $min=5; $max=15; $, = " "; print map { int(rand($max-$min))+$min } 1..$n'
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+你能通过改变$n,$min,$max调整此行代码。变量$n表示要生成多少个随机数，[$min,$max)表示生成数的访问。
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+变量$,设为空格，用来格式化输出的域间隔，默认没有设置。所以如果我们不设置它为空格，打印的数字将会连在一起。
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+## 46.找出列表的所有排列方式并打印出来。
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+    perl -MAlgorithm::Permute -le '$l = [1,2,3,4,5]; $p = Algorithm::Permute->new($l); print @r while @r = $p->next'
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+这行代码使用面向对象的接口Algorithm::Permute模块来找出排列（所有重新组合元素的方法）。
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+Algorithm::Permute的构造方法接受一个数组引用参数来排列。本例中元素为1,2,3,4,5。
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+对象方法的方法next返回下一个排列。循环调用这个方法可以获得所有可能的排列。
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+我们可以注意到很快就能输出大量的列表。对一个n个元素的列表来说有n!种排列。
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+另一种方法是使用permute子函数。
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+    perl -MAlgorithm::Permute -le '@l = (1,2,3,4,5);Algorithm::Permute::permute { print "@l" } @l'
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+## 47.生成幂集。
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+    perl -MList::PowerSet=powerset -le '@l = (1,2,3,4,5); for (@{powerset(@l)}) { print "@$_" }'
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+本例，我使用了CPAN的List::PowerSet模块。我输出powerset函数，本函数以一列表做为参数，返回一个引用，该应用为指向子集列表的引用的列表。
+在for循环调用了powerset函数，传递给它@l的列表元素。接着，解引用返回powerset的值，这个值是一个指向子集列表的引用。最后，解引用每一个子集@$_并打印它。
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+对一个n元素的集合，他的幂集有2n个子集。
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+## 48.转换IP地址为无符号整数。
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+    perl -le '$i=3; $u += ($_<<8*$i--) for "127.0.0.1" =~ /(\d+)/g; print $u'
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+本行代码转换127.0.0.1的IP地址为无符号整数（他恰巧是2130706433）。
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+首先对IP地址做了个（\d+）全局匹配。做一个for循环做全局匹配的迭代，使所有数字得到匹配，匹配了IP地址的四个部分。
+接着把匹配的数字加起来保存在$u中，其中第一部分位移8*3=24位，第二部分位移2*8=16位，第三部分8位，最后一部分直接加给$u。
+但是本行代码没有对IP地址做任何的格式检验。你也可以使用一个更复杂一点正则表达式来检测，比如/^(\d+)\.(\d+)\.(\d+)\.(\d+)$/g。
+经过和朋友一起讨论，我们想出另外一些方法：
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+    perl -le '$ip="127.0.0.1"; $ip =~ s/(\d+)\.?/sprintf("%02x", $1)/ge; print hex($ip)'
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+这个行代码巧妙地利用127.0.0.1可以被容易的转化为十六进程 7f000001的事实，再利用Perl的hex函数转化为十进制。
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+另一种方法是利用unpack：
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+    perl -le 'print unpack("N", 127.0.0.1)'
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+这个行代码大概是能达到最短的一个。它利用vstring语法（版本字符）表达IP地址。Vstring格式是指用特定顺序值组成的字符串。接着，利用网络字节顺序（Big-Endian顺序）新的格式化字符串被解包为一个数字，并把它打印出来。
+
+如果有一个IP的字符串（不是一个vstring），你首先就要用inet_aton函数转化这个字符串为字节的形式：
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+    perl -MSocket -le 'print unpack("N", inet_aton("127.0.0.1"))'
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+这儿inet_aton函数转化字符串“127.0.0.1 ”为字节的形式（这恰恰和纯vstring 127.0.0.1是一样的），接着unpack它。
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+## 49.转化一个无符号整数为IP地址。
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+    perl -MSocket -le 'print inet_ntoa(pack("N", 2130706433))'
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+本例中整数2130706433首先被pack为一个Big-Endian数字，并且利用inet_ntoa函数转化这个数字为IP地址。
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+另外一种方法是用位移和逐字节打印的方式：
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+    perl -le '$ip = 2130706433; print join ".", map { (($ip>>8*($_))&0xFF) } reverse 0..3'
+
+随便说一下，join “.”可以被特殊变量$,代替，它专门用来做为打印语句的默认分割符：
+
+    perl -le '$ip = 2130706433; $, = "."; print map { (($ip>>8*($_))&0xFF) } reverse 0..3'