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[Scala]Scala學習筆記十 模式比對

版權聲明：本文為部落客原創文章，未經部落客允許不得轉載。 https://blog.csdn.net/SunnyYoona/article/details/77301598

Scala有一個十分強大的模式比對機制．可以應用在很多場合:switch語句，類型檢查等等．此外Scala還提供了樣例類，對模式比對進行了優化．

1. 更好的switch http://gitlab.corp.qunar.com/jifeng.si/learningnotes/blob/master/IT/%E8%84%9A%E6%9C%AC/Scala/%5BScala%5DScala%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0%E5%8D%81%20%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%8C%B9%E9%85%8D.md#1-switch

如下是Scala中C風格switch語句的等效代碼:

var sign = 2
val ch = '+'
ch match {
  case '+' => sign = 1
  case '-' => sign = -1
  case _ => sign = 0
}
println(sign) // 1

與default等效的是捕獲所有模式(

case _模式

)．有這樣一個捕獲所有的模式是有好處的．如果沒有模式能比對并且并沒有提供

case _

，代碼會抛出MatchError．

與C語言的switch不同的是，Scala模式比對不會像C語言那樣必須在每個分支的末尾顯示使用break語句防止進行下一分支．

與if類似，match也是表達式，而不是語句．前面代碼可以簡化為:

sign = ch match {
  case '+' => 1
  case '-' => -1
  case _ => 0
}

可以在match表達式中使用任何類型，而不僅僅是數字:

color match{
  case Color.RED => ...
  case Color.BLACK => ...
  ...
}

2. 守衛 http://gitlab.corp.qunar.com/jifeng.si/learningnotes/blob/master/IT/%E8%84%9A%E6%9C%AC/Scala/%5BScala%5DScala%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0%E5%8D%81%20%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%8C%B9%E9%85%8D.md#2

假如說我們想擴充上面第一個代碼以比對所有數字．在C風格switch語句中可以通過簡單的添加多個case标簽來實作:

switch(i){
  case 0:
    ...
    break;
  case 1:
    ...
    break;
  ...
  case 9:
    ...
    break;  
  default:
    ...
}

這如果放在Scala中會更簡單，給模式添加

守衛

(相當于一個判斷條件)即可:

ch match{
  case '+' => sign = 1
  case '-' => sign = -1
  case _ if Character.isDigit(ch) => digit = Character.digit(ch, 10)
  case _ => sign = 0
}

守衛可以是任何Boolean條件．

備注

模式總是從上往下進行比對的．如果守衛的這個模式不能比對，則捕獲所有的模式(`case _`)會被用來嘗試進行比對．

3. 模式中的變量 http://gitlab.corp.qunar.com/jifeng.si/learningnotes/blob/master/IT/%E8%84%9A%E6%9C%AC/Scala/%5BScala%5DScala%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0%E5%8D%81%20%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%8C%B9%E9%85%8D.md#3

如果case關鍵字後面跟着一個變量名，那麼比對的表達式會被指派給那個變量，進而可以在後面中使用該變量:

val character = '1'
character match {
  case '+' => println("this is +")
  case '-' => println("this is -")
  case ch => println("this is " + ch) // this is 1
}
           
上面代碼中如果給定字元不是'+'或者'-'，給定字元則會指派給變量ch

也可以在守衛中使用變量:

val character = '5'
character match {
  case '+' => println("this is +")
  case '-' => println("this is -")
  case ch if Character.isDigit(ch) => println("this is digit") // this is digit
}

4. 類型模式 http://gitlab.corp.qunar.com/jifeng.si/learningnotes/blob/master/IT/%E8%84%9A%E6%9C%AC/Scala/%5BScala%5DScala%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0%E5%8D%81%20%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%8C%B9%E9%85%8D.md#4

可以根據表達式的類型進行比對:

val str:Any = "Hello World"
str match {
  case s: String => println("this is string " + s) // this is string Hello World
  case x: Int => println("this is integer " + x)
  case ch => println("this is other " + ch)
}

在Scala中，我們更傾向于使用這種的模式比對，而不是使用

isInstanceOf

操作符．

注意模式中的變量名．當你在比對類型的時候，必須給出一個變量名(例如上例中的s,x)．否則，将會拿對象本身來進行比對:
case _: BigInt => Int.MaxValue // 比對任何類型為BigInt的對象
case BigInt => -1 // 比對類型為Class的BigInt對象

5. 比對數組，清單和元組 http://gitlab.corp.qunar.com/jifeng.si/learningnotes/blob/master/IT/%E8%84%9A%E6%9C%AC/Scala/%5BScala%5DScala%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0%E5%8D%81%20%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%8C%B9%E9%85%8D.md#5

比對數組中的内容，可以在模式中使用Array表達式:

def arrayMatch(arr:Array[String]) = arr match {
  case Array("Hello") => println("the array only contain 'Hello'")
  case Array(x,y) => println("the array contain two value " + x + " and " + y)
  case Array(x,_*) => println("the array contain many values " + arr.mkString(","))
  case _ => println("the other array")
}

arrayMatch(Array("Hello")) // the array only contain 'Hello'
arrayMatch(Array("Hello", "World")) // the array contain two value Hello and World
arrayMatch(Array("Hello", "World", "Yoona")) // the array contain many values Hello,World,Yoona

同樣也可以使用List表達式(或者使用

::

操作符)比對清單:

def listMatch(list:List[String]) = list match {
  case "Hello" :: Nil => println("the list only contain 'Hello'")
  case x :: y :: Nil => println("the list contain two value " + x + " and " + y)
  case "Hello" :: tail => println("the list contain many values " + list)
  case _ => println("the other list")
}

listMatch(List("Hello")) // the list only contain 'Hello'
listMatch(List("Hello", "World")) // the list contain two value Hello and World
listMatch(List("Hello", "World", "Yoona")) // the list contain many values List(Hello, World, Yoona)

同樣也可以使用元組表示法比對元組:

def pairMatch(t:Any) = t match {
  case ("Hello", _) => println("the first value is 'Hello'")
  case (x, "Hello") => println("the first value is " + x + " and the second value is 'Hello'")
  case _ => println("the other tuple")
}

pairMatch(("Hello", "World")) // the first value is 'Hello'
pairMatch(("World", "Hello")) // the first value is World and the second value is 'Hello'
pairMatch(("Hello", "World", "Yoona")) // the other tuple

6. 提取器 http://gitlab.corp.qunar.com/jifeng.si/learningnotes/blob/master/IT/%E8%84%9A%E6%9C%AC/Scala/%5BScala%5DScala%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0%E5%8D%81%20%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%8C%B9%E9%85%8D.md#6

前面我們看到模式是如何比對數組，清單和元組的，這些功能背後是

提取器

機制，帶有從對象中提取值的unapply或unapplySeq方法的對象．unapply方法用于提取固定數量的對象，而unapplySeq提取的是一個序列．

arr match {
  case Array(0, x) => ...
  ...
}

Array伴生對象就是一個提取器，定義了一個unapplySeq方法．該方法被調用時，以被執行比對動作的表達式作為參數．Array.unapplySeq(arr)産出一個序列的值，即數組中的值．第一個值與零進行比較，二第二個值被指派給x．

正規表達式是另一個适合使用提取器的場景，如果正規表達式中有分組，可以使用提取器來比對每個分組:

val pattern = "([0-9]+ ([a-z]+))".r
val str = "99 bottles"
str match {
  // num = 99 item = bottles
  case pattern(num, item) => ...
  ...
}

pattern.unapplySeq("99 bottles")生成一系列比對分組的字元串，這些字元串分别指派給變量num和item．

7. 變量聲明中的模式 http://gitlab.corp.qunar.com/jifeng.si/learningnotes/blob/master/IT/%E8%84%9A%E6%9C%AC/Scala/%5BScala%5DScala%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0%E5%8D%81%20%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%8C%B9%E9%85%8D.md#7

之前我們可以看到模式彙總是可以帶變量的，同樣我們也可以在變量聲明中使用這樣的模式:

// x = 1 y = 2
val (x, y) = (1, 2)

這對于使用那些傳回對偶的函數是非常有用的:

val (q, r) = BigInt(10) /% 3
println("q value is " + q + " and r value is " + r)
// q value is 3 and r value is 1
           
/%方法傳回包含商和餘數的對偶，而這兩個值分别被變量q和r捕獲到.

8. for表達式中的模式 http://gitlab.corp.qunar.com/jifeng.si/learningnotes/blob/master/IT/%E8%84%9A%E6%9C%AC/Scala/%5BScala%5DScala%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0%E5%8D%81%20%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%8C%B9%E9%85%8D.md#8-for

可以在for推導表達式中使用帶變量的模式．對于每一個周遊到的值，使用模式進行變量綁定:

import scala.collection.JavaConversions.propertiesAsScalaMap
for( (key, value) <- System.getProperties() ){
  println(key + " = " + value)
}

在for表達式中，失敗的比對将被跳過(不會抛出異常)，下面循環列印出所有值為空白的鍵，跳過所有其他鍵:

import scala.collection.JavaConversions.propertiesAsScalaMap
for( (key, "") <- System.getProperties() ){
  println(key + " = ")
}

也可以使用守衛(注意if關鍵字出現在<-之後):

import scala.collection.JavaConversions.propertiesAsScalaMap
for( (key, value) <- System.getProperties() if value == ""){
  println(key + " = " + value)
}
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