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Scala模式匹配.md

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Scala模式匹配

一、模式匹配
        1.1 更好的swith
        1.2 用作类型检查
        1.3 匹配数据结构
        1.4 提取器
二、样例类
        2.1 样例类
        2.3 用于模式匹配

一、模式匹配

Scala 支持模式匹配机制，可以代替 swith 语句、执行类型检查、以及支持析构表达式等。

1.1 更好的swith

Scala 不支持 swith，可以使用模式匹配 match...case 语法代替。但是 match 语句与 Java 中的 switch 有以下三点不同：

  • Scala 中的 case 语句支持任何类型；而 Java 中 case 语句仅支持整型、枚举和字符串常量；
  • Scala 中每个分支语句后面不需要写 break，因为在 case 语句中 break 是隐含的，默认就有；
  • 在 Scala 中 match 语句是有返回值的，而 Java 中 switch 语句是没有返回值的。如下：
object ScalaApp extends App {

  def matchTest(x: Int) = x match {
    case 1 => "one"
    case 2 => "two"
    case _ if x > 9 && x < 100 => "两位数"   //支持条件表达式 这被称为模式守卫
    case _ => "other"
  }

  println(matchTest(1))   //输出 one
  println(matchTest(10))  //输出 两位数
  println(matchTest(200)) //输出 other
}

1.2 用作类型检查

object ScalaApp extends App {

  def matchTest[T](x: T) = x match {
    case x: Int => "数值型"
    case x: String => "字符型"
    case x: Float => "浮点型"
    case _ => "other"
  }

  println(matchTest(1))     //输出 数值型
  println(matchTest(10.3f)) //输出 浮点型
  println(matchTest("str")) //输出 字符型
  println(matchTest(2.1))   //输出 other
}

1.3 匹配数据结构

匹配元组示例：

object ScalaApp extends App {

  def matchTest(x: Any) = x match {
    case (0, _, _) => "匹配第一个元素为 0 的元组"
    case (a, b, c) => println(a + "~" + b + "~" + c)
    case _ => "other"
  }

  println(matchTest((0, 1, 2)))             // 输出: 匹配第一个元素为 0 的元组
  matchTest((1, 2, 3))                      // 输出: 1~2~3
  println(matchTest(Array(10, 11, 12, 14))) // 输出: other
}

匹配数组示例：

object ScalaApp extends App {

  def matchTest[T](x: Array[T]) = x match {
    case Array(0) => "匹配只有一个元素 0 的数组"
    case Array(a, b) => println(a + "~" + b)
    case Array(10, _*) => "第一个元素为 10 的数组"
    case _ => "other"
  }

  println(matchTest(Array(0)))          // 输出: 匹配只有一个元素 0 的数组
  matchTest(Array(1, 2))                // 输出: 1~2
  println(matchTest(Array(10, 11, 12))) // 输出: 第一个元素为 10 的数组
  println(matchTest(Array(3, 2, 1)))    // 输出: other
}

1.4 提取器

数组、列表和元组能使用模式匹配，都是依靠提取器 (extractor) 机制，它们伴生对象中定义了 unapply 或 unapplySeq 方法：

  • unapply：用于提取固定数量的对象；
  • unapplySeq：用于提取一个序列；

这里以数组为例，Array.scala 定义了 unapplySeq 方法：

def unapplySeq[T](x : scala.Array[T]) : scala.Option[scala.IndexedSeq[T]] = { /* compiled code */ }

unapplySeq 返回一个序列，包含数组中的所有值，这样在模式匹配时，才能知道对应位置上的值。

二、样例类

2.1 样例类

样例类是一种的特殊的类，它们被经过优化以用于模式匹配，样例类的声明比较简单，只需要在 class 前面加上关键字 case。下面给出一个样例类及其用于模式匹配的示例：

//声明一个抽象类
abstract class Person{}
// 样例类 Employee
case class Employee(name: String, age: Int, salary: Double) extends Person {}
// 样例类 Student
case class Student(name: String, age: Int) extends Person {}

当你声明样例类后，编译器自动进行以下配置：

  • 构造器中每个参数都默认为 val；
  • 自动地生成 equals, hashCode, toString, copy 等方法；
  • 伴生对象中自动生成 apply 方法，使得可以不用 new 关键字就能构造出相应的对象；
  • 伴生对象中自动生成 unapply 方法，以支持模式匹配。

除了上面的特征外，样例类和其他类相同，可以任意添加方法和字段，扩展它们。

2.3 用于模式匹配

样例的伴生对象中自动生成 unapply 方法，所以样例类可以支持模式匹配，使用如下：

object ScalaApp extends App {

  def matchTest(person: Person) = person match {
    case Student(name, _) => "student:" + name
    case Employee(_, _, salary) => "employee salary:" + salary
    case _ => "other"
  }

  println(matchTest(Student("heibai", 12)))        //输出: student:heibai
  println(matchTest(Employee("ying", 22, 999999))) //输出: employee salary:999999.0
}

参考资料

  1. Martin Odersky . Scala 编程 (第 3 版)[M] . 电子工业出版社 . 2018-1-1
  2. 凯.S.霍斯特曼 . 快学 Scala(第 2 版)[M] . 电子工业出版社 . 2017-7