Perlのサブルーチンの引数に配列やハッシュをCall by Valueすることはできない？

質問

タイトルどおりなんですが・・・。

　Perlのサブルーチンに配列やハッシュを実体渡ししようとしたんですが，どうやってもできません．あきらめて，参照渡しにしたら，なんかうまくいっている模様です．

　これは，そもそも，はじめから参照渡ししか用意されていない、ということでしょうか？．それとも，何か実体渡しする方法があるのでしょうか？．

　後，余談なんですが，配列やハッシュの要素に別の配列やハッシュの実体を入れることはできるのですか？．これもちょっと試してみたらできなさそうだったのですが，あちこちのWebにある入門マニュアルみたいなページを見ても，その辺の話が「できる」とも「できない」ともほとんどの場合かいてなくて，自分の試し方が悪いのか，それとも無駄なことを延々とやっているのかがわからなくて疲れます．

回答No.6

leaz024

■パラメータ渡しの仕組みについて

サブルーチンへのパラメータの渡され方ですが、まず、呼出側で指定したパラメータは１つのリストに展開されます。
そしてサブルーチン側では、そのリストの「別名配列」として @_ が用意されます。
@_ はパラメータリストの別名なので、$_[n] を操作することは、パラメータに指定した変数を直接操作していることと同じになります。
つまりPerlでは、常に「別名渡し」が行われます。
（即値やハッシュのキーのように別名が作れないものは、一時領域に値がコピーされ、その別名が渡るようです。）
ちなみにパラメータが即値である場合、変更しようとするとエラーになります。

■「値渡し」と「リファレンス渡し」について

サブルーチン側でのパラメータの操作を、呼出側の変数に反映させたくない場合は、パラメータを「値渡し」にします。
Perlでの値渡しは、サブルーチン側で用意した my（または local）変数に @_ の値をコピーすることで実現します。
また、呼出側の変数の値を操作したい場合でも、$_[n] の内容を直接編集することはあまりなく、普通はリファレンスを渡し、それをデリファレンスして値を操作します。
# 「実体渡し」とは、何が渡ることを望んでいるのでしょうか？

■複数の配列やハッシュの渡し方

パラメータは、全てが１つのリストに展開されるため、複数の配列やハッシュを渡したい場合は注意が必要です。
例えば、次のように２つの配列を渡しても、
　　@x = qw(abc def);
　　@y = (1, 2, 3);
　　&f2(@x, @y);
　　sub f2 {
　　　　my (@a, @b) = @_;　　　# ２つの配列が欲しいのでこうしたが・・・
　　　　print "a:[@a]\n";
　　　　print "b:[@b]\n";
　　}
　実行結果：
　　a:[abc def 1 2 3]
　　b:[]
１つ目の配列に、全て入ってしまいます。
これを回避するには、リファレンスを渡します。
　　&f3(\@x, \@y);
　　sub f3 {
　　　　my ($a, $b) = @_;　　　# リファレンスはスカラーなので、$変数で受け取る。
　　　　print "a:[@$a]\n";
　　　　print "b:[@$b]\n";
　　}
　実行結果：
　　a:[abc def]
　　b:[1 2 3]

■サブルーチンからの戻値について

サブルーチンからの戻値は、呼出時のコンテキストに依存します。
例えば、配列やハッシュ、リストを返していても、$変数で受け取っていたり、演算式に組み込んだりすると、それぞれに応じたスカラー値が返ります。
それ以外では、基本的にはリスト値が返ります。（配列やハッシュも、リストに展開されて返されます。）
どちらの場合でも、勝手に別名やリファレンスが返されることはありません。戻値は常に値渡しです。
# ハッシュは return できない、とありましたが、もちろんできます。

■配列とリストについて

とかく同じ物と思われがちですが、これらは別物です。
例えば、それぞれをスカラーコンテキストで参照すると、配列は「要素数」が返るのに対し、リストでは「最後の要素」が返ります。
また、当然ながらリストには変数領域がないので、暗黙に配列へのリファレンスを引数に取る push 関数などには、リストは渡せません。
リストはあくまで、その場限りのものです。

■無名配列、無名ハッシュについて

これらは、変数の必要なしに、配列やハッシュの中身をメモリ上に生成するものです。
無名配列は　　　[ リスト ]
無名ハッシュは　{ リスト }
として、生成します。
これらの値は、それぞれ「配列へのリファレンス」「ハッシュへのリファレンス」です。
> 配列やハッシュの要素に、別の配列やハッシュを入れる
というのは、この無名＊＊を使います。（つまり、配列などの実体は入れられません。）
例えば、４×３の２次元配列は、次のように作ります。
　　my @a = ( [0,1,2,3],[4,5,6,7],[qw(a b c d)] );
各要素を見るときは、
　　foreach $row (@a) {
　　　　foreach $val (@$row) {
　　　　　　print "$val ";
　　　　}
　　　　print "\n";
　　}
とか、
　　foreach $r (0..2) {
　　　　foreach $c (0..3) {
　　　　　　print "$a[$r][$c] ";
　　　　}
　　　　print "\n";
　　}
とします。

■No.4 の補足について
タイプミスかもしれませんが、
　　sub subroutine {
　　　　my $sch = $_[0];
　　　　my $arr = @{ $_[1] };
　　　　my $hsh = %{ $_[2] };
　　}
これではダメです。
やるなら、
　　sub subroutine {
　　　　my $sch = $_[0];
　　　　my @arr = @{ $_[1] };
　　　　my %hsh = %{ $_[2] };
　　　　$arr[0] = …
　　　　$hsh{AAA} = …
　　}
とするか、
　　sub subroutine {
　　　　my $sch = $_[0];
　　　　my $arr = $_[1];
　　　　my $hsh = $_[2];
　　　　$arr->[0] = …
　　　　$hsh->{AAA} = …
　　}
とします。

分からない部分は補足してください。

回答No.5

haporun

私が言ってる参照とリファレンスは別のものです。
リファレンスはそれ相当の構文が必要ですが、参照は暗黙のうちに参照先メモリ領域に代入します。

参照はC++で

int& x = variable;

と宣言したのと同じ、でリファレンスはCのポインタと同じで

int *y = &variable;

と宣言したのと同じです。
Cがわかんなかったらごめんなさい。

hoge($a);
sub hoge{
$_[0] = "ほげ";
}

のように、リファレンスの構文を使わなくても、暗黙に$aに代入されています。

もちろんリファレンスを使えば、配列やハッシュの変数も渡せますが、それでは構文が変わってしまうので、痛いと思ったのです。

>return %hash;
をすると、どうもリファレンスが返されてるような。

ちなみにリストと配列は同じものだと思います。

>それぞれへのリファレンスではなく，コピー実体が入ってそうな
コピー実態ではなく暗黙参照が入っています。
その変数をそのままプリントしても、アドレスが出るわけではなく、変数の値が表示されます。
しかし、その変数への代入は、参照先の変数を書き換えることになるのです。
そして、これができるのがサブルーチンスコープ内だけだということです。
return @_;して、それをサブルーチン外で受け取れば、参照が残っているような気もしますが、外に出たとたん参照は切れてしまいます。

$a = 5;
@ret = hoge($a);
print $a; # 10;
$ret[0] = 100; # 参照は切れてるので影響なし。
print $a; # 10
sub hoge{
$_[0] *= 2;
return @_;
}

回答No.4

haporun

byval(@a)と書くと($a[0..$#a])を渡したのと同じになります。
リファは入ってません。
しかし、@_は@aの参照ではありません。
$_[0]から$_[$#a]が$a[0]から$a[$#a]の参照なのです。
だから内部で@_=@otherとか代入しても、関係ないです。
また、それぞれが参照である期間は、サブルーチンスコープ内のみです。
これはVisual BasicやJAVAなど、参照で引数を取るタイプの言語としては標準の動きみたいです。

ちなみに自作サブルーチンに渡す引数は、全部リスト扱いです。
(@a, 5, 6, 'ほげ')とかリスト表現できるように、それをサブルーチンに渡してるだけです。

ちなみにbyval(%hash)したら、さすがにハッシュリファが渡ってしまいました。
また、ハッシュ自体をreturnできそうもないので、これもまた考え物です。

お礼

まず，ありがとうございます（笑）．

　補足を書いてから気がついたので，ここに書かせていただきます．

　ひょっとして，サブルーチンの引数に配列を指定すると，（引数はリストコンテキストなので）配列がリストに展開されて，配列の要素分の引数がサブルーチンに引き渡される，と言うことですか？．とすると，

> $_[0]から$_[$#a]が$a[0]から$a[$#a]の
> 参照なのです。

　とはいいますが，$_[0]から$_[$#a]には$a[0]から$a[$#a]それぞれへのリファレンスではなく，コピー実体が入ってそうな気がするんですが・・・．
　ちょっと今，実験できる環境ではないので，帰ってから実験してみます．

補足

がーん．

　えーっと，俺様なんだか激しくマチガイ理解の予感が・・・．
　ちょっ，ちょっとまってくださいね．

　今，僕は，

sub subroutine{
　my $sch = $_[0];
　my $arr = @{ $_[1] };
　my $hsh = %{ $_[2] };
}

　とやっておけば，

&subroutine( $sch, \@arr, \%hsh );

　とやったときに，ローカルスコープの変数へそれぞれちゃんとコピーできるのではないか，と理解しているのですが，これは間違っていますか？．

　それと，ハッシュをreturn出来ない，と言うのは，サブルーチン内で

　return %hsh;

　と言うのが出来ない，と言うことですか？．

　また，僕はいまいちリストコンテキストと言う物が理解できなかったのですが，ここを読んでるうちに一つ思ったことがあります．次のような物ですが，これはまた間違っているでしょうか？，またどこが間違っているでしょうか？．

　つまり，データ構造としては「リスト」，「配列」，「ハッシュ」があり，それぞれ，

( e1, e2, e3 );
[ e1, e2, e3 ];
( 'k1' => e1, 'k2' => e2, 'k3' => e3 );

　のような記法で表現できる．ここで，@変数にリストの記法で代入を行うと，配列が生成され，%変数にリストの記法で代入を行うと，偶数番要素がキー，奇数番要素が要素となるハッシュが生成される．
　同様にリストの記法の左辺に@変数を代入すると，右辺の配列の要素と同じ値を要素とするリストが生成され，代入される．
　分けわかんなくなって来てますが，よろしくお願いします．

回答No.3

sssohei

英語なんですが
perldoc perldsc
とすれば全パターンのってます^^
（配列の配列、配列のハッシュ、ハッシュの配列、ハッシュのハッシュ）×（静的、動的）

駱駝本（ProgrammingPerl）第２版の4.7に翻訳があります。

Hash Of Hashであれば、
# print the whole thing
foreach $family ( keys %HoH ) {
print "$family: { ";
for $role ( keys %{ $HoH{$family} } ) {
print "$role=$HoH{$family}{$role} ";
}
print "}\n";
}
こんな感じにやるようです＞perldscからの引用です。
書くと大変なので、一度読んでみてください^^

横やりですが
＞出来ないはずの配列の実体渡しという
たぶん、元の配列のコピー（テンポラリ）への参照なので、「一見実体渡しのように見える参照渡し」では無いでしょうか？（推測）
トリッキーな印象を受けるので、先頭でコピーする方が一般的で良いんじゃないでしょうか^^
sub hoge {
my ($arg1, $arg2, ... , $argN) = @_;
...
}

回答No.2

haporun

関数の戻り値や式の結果は値渡しされます。

@a = (5, 6, 7, 8, 9);
print "初期値\n";
print '@a = '; print "$_ " foreach(@a); print "\n";
hoge(byval(@a));
print "hoge(byval(\@a));しました\n";
print '@a = '; print "$_ " foreach(@a); print "\n";
hoge(@a);
print "hoge(\@a);しました\n";
print '@a = '; print "$_ " foreach(@a); print "\n";

sub hoge($){ $_ *= 2 foreach @_; }
sub byval{ return @_; }

Visual Basicみたいな構文になりました。

動作環境: W2K+ActivePerl5.6

えーと、ハッシュの場合は考えてないです。
応用してください。

補足

なるほど，返り値はコピー実体なので，引数をそのまま返す関数を作って，ワンクッションおくと言うことですか？．

　しかし，書いていただいたソースがよく分らなかったのですが，byval()関数が返す実体は，先頭要素に与えた配列へのリファレンスが入っているような配列になりませんか？．
　しかもそのままそれをhoge()関数に与えると，出来ないはずの配列の実体渡しという事になりませんか？．

回答No.1

sssohei

最新のPerlはわかりませんが、（少なくとも初期の）Perl5では参照渡しか出来ないはずです。
　駱駝本第２版「２．７　サブルーチン」を読んだ限り、「my で宣言されたローカル変数に、コピーすることで値渡しを実現する」ようです。

＞配列やハッシュの要素に別の配列やハッシュの実体
できます。
とりあえず、静的には
@AoA = ( # 配列の配列
["foo1", "bar1"],
["foo2", "bar2"],
["foo3", "bar3"],
);
やら
%HoA = ( # ハッシュに配列
first => ["foo1", "bar1"],
second => ["foo2", "bar2"],
third => ["foo3", "bar3"],
);
でできます。[LIST] のような形で配列が得られるようです。

補足

早速の御回答ありがとうございます．
　昨日確かに補足を投稿したと思うのですが，消えてなくなっています．おかしいと思いつつもう一度投稿させていただきます．

　即値を代入できることは分りました．ありがとうございます．また，これをアクセスする方法もいろいろやってるとわかりました．

　ただ，次のような代入が可能なのかどうか教えて欲しいです．

　@AoH = ( %hash1, %hash2 );

　あるいは，この逆など（%HoAや%HoHへの代入）は可能なのでしょうか？．
　また，可能であるとして，どの様にアクセスすればいいのでしょうか？．とりあえず，代入の時点でエラーは出ないのですが，参照しようとしても，

　foreach $key ( keys( %HoH ) ){

　のなかでは，

　　%H = $HoH{$key};

　としても，

　　%H = %{ $HoH{$key} };

　などとしても参照できませんでした．