Erlang 记录：-record() 定义与使用

Erlang 记录（Record）本质上是对元组的一种宏封装。它允许程序员通过字段名而不是索引来访问元组中的数据，从而显著提升代码的可读性和维护性。以下指南将详细介绍如何定义、实例化、操作以及在模块间共享记录。

定义记录

记录的定义通常位于 Erlang 源代码文件的头部，或者专门的头文件（.hrl）中。定义使用 -record 指令。

1. 打开你的 Erlang 源代码文件（例如 person.erl）。
2. 输入 -record 指令来声明记录结构。
3. 指定记录名称和字段列表。字段列表是一个元组，包含原子形式的字段名。你可以设置默认值，语法为 FieldName = DefaultValue。如果不设置默认值，初始值为 undefined。

%% 定义一个名为 person 的记录
%% 包含 name, age 和 city 三个字段
%% age 的默认值为 0
-record(person, {name, age = 0, city}).

创建记录实例

定义好记录后，需要在模块中编译或包含它才能使用。创建实例即是构造一个元组，但在语法上使用 # 符号。

1. 确认记录已在当前模块中定义或通过头文件包含。
2. 使用 #记录名{} 结构创建一个空实例。未赋值的字段将使用定义时的默认值。
3. 赋值特定字段。在花括号内输入 字段名 = 值，字段之间用逗号分隔。

%% 创建一个空实例
P1 = #person{}.
%% 结果: {person, undefined, 0, undefined}

%% 创建一个指定 name 的实例
P2 = #person{name = "Alice"}.
%% 结果: {person, "Alice", 0, undefined}

%% 创建一个指定所有字段的实例
P3 = #person{name = "Bob", age = 25, city = "New York"}.

访问与读取字段

在 Erlang 中，读取记录字段最常用的方式是通过模式匹配。虽然可以通过“点语法”读取，但这种方式仅限于编译时已知记录名的情况，且依赖于宏扩展。

1. 使用模式匹配从记录中提取数据。这是最推荐的方式。
2. 利用 #记录名.字段名 语法直接获取字段值（仅限字段值是字面量或已知变量时）。

%% 方式一：模式匹配（推荐）
%% 从 P3 中提取 name 和 age
#person{name = Name, age = Age} = P3.
%% Name 变量现在绑定为 "Bob"
%% Age 变量现在绑定为 25

%% 方式二：点语法（直接访问）
%% 获取 P3 的 city 字段
City = P3#person.city.
%% City 变量现在绑定为 "New York"

更新记录

Erlang 的变量是单向绑定的（不可变），因此“更新”记录实际上是创建一个包含新值的新记录副本。更新操作使用原记录作为模板。

1. 引用原记录变量。
2. 使用 #记录名{原记录变量 | 字段 = 新值} 语法进行更新。
3. 指定需要修改的字段。未指定的字段将保留原记录中的值。

%% 原始记录
OldPerson = #person{name = "Tom", age = 20, city = "London"}.

%% 更新 age 为 21，保留其他字段
NewPerson = OldPerson#person{age = 21}.

%% 结果：NewPerson 是 {person, "Tom", 21, "London"}
%% OldPerson 保持不变

在模块间共享记录

为了在多个 Erlang 模块中使用同一个记录定义，通常将记录定义放在单独的头文件中。

1. 创建一个后缀为 .hrl 的文件（例如 records.hrl）。
2. 剪切已有的 -record() 定义并粘贴到该头文件中。
3. 打开需要使用该记录的模块文件（.erl）。
4. 添加 -include("records.hrl"). 指令。注意文件名需用引号包裹。

records.hrl 内容：

-record(user, {id, username, role = guest}).

app.erl 内容：

-module(app).
-include("records.hrl"). %% 包含记录定义

-export([create_user/1]).

create_user(Name) ->
    %% 现在可以使用 #user{} 了
    #user{username = Name}.

当编译器处理 app.erl 时，它会将 -include 指令替换为 records.hrl 中的具体内容，使得 #user{} 语法生效。

记录与元组的映射

理解记录在底层的存储形式有助于调试。记录在运行时就是普通的元组，元组的第一个元素是记录名（原子）。

1. 查看记录的内部表示。你可以使用 term_to_string 或直接在 Shell 中打印。

下面的表格展示了记录语法与底层元组的对应关系。

在函数头中使用模式匹配

记录最强大的功能之一是直接在函数定义的头部进行解构和匹配。

1. 编写函数子句，参数位置直接使用记录模式。
2. 匹配特定字段值来路由逻辑。

%% 仅处理成年人（age >= 18）的打印
print_info(#person{age = Age} = P) when Age >= 18 ->
    io:format("Adult: ~p~n", [P#person.name]);

%% 处理未成年人
print_info(#person{name = Name}) ->
    io:format("Minor: ~p~n", [Name]).

这种写法避免了在函数体内部写大量的 case 或 if 语句，代码逻辑更加直观。