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Scala模式匹配

本文于1824天之前发表,文中内容可能已经过时。

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:
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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

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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:

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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:

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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unapplyunapplySeq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:

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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:

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

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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