Scala

Scala快速入门-模式匹配与样例类

By timebusker on January 9, 2018

知识点

  • mathch表达式是一个更好的switch，不会有穿透到下一个分支的问题
  • 如果没有模式能够匹配，会抛出MatchError，可以用case _ 模式来避免，相当于Java中的default
  • 模式可以包含一个随意定义的条件，称做守卫
  • 可以匹配数组、列表、元组等模式，然后将匹配到不同部分绑定到变量
  • 样例类及密封类的模式匹配
  • 用Option来存放可能存在也可能不存在的值，比null更安全

更好的switch（match case）

  • 与if类似，match也是表达式，而不是语句
object MatchLearn  extends App {

  val ch: Char = '-'

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

  println("sign " + sign)
}

// 输出
sign -1
  • 与Java的switch不同，Scala模式匹配并不会自动进行到下一个分支，不必在每个分支末尾显示地使用break语句
  • 与Java的default等效的case _模式，有这样一个捕获所有模式的方式，如果没有模式匹配到，代码会抛出MatchError
  • 在match表达式中使用任意类型，而不仅仅是数字
import java.awt.Color

/**
  * @author Yezhiwei
  * @date 18/1/8
  */
object MatchLearn  extends App {

  // match 还可以是非数字类型的
  val color = Color.RED
  val c = color match {
    case Color.RED => "red"
    case Color.BLACK => "black"
    case _ => "pink"
  }

  println("color is " + c)
}
  • 在Scala中，可以给模式添加守卫，如匹配所有数字
object MatchLearn  extends App {

  val param = '4'

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

  println("match result " + matchResult)
}

说明：模式总是从上往下进行匹配的，如果带守卫的这个模式不能匹配，则捕获所有的模式（case _）会被用来尝试进行匹配。

  • 如果case关键字后面跟着一个变量名，那么匹配的表达式会被赋值给那个变量，还可以在守卫中使用变量
object MatchLearn  extends App {

  ...

  val param1 = '4'

  val matchResult1 = param match {
    case '+' => 1
    case '-' => -1
    case ch if Character.isDigit(ch) => Character.digit(ch, 10)
    case _ => 0
  }

  println("match result1 : " + matchResult1)
}

类型模式

  • 可以对表达式的类型进行匹配
object MatchLearn  extends App {
	
  ... 
  	
  def patternType(obj: Any) = obj match {
    case x: Int => x
    case s: String => s
    case _: BigInt => Int.MaxValue
    case _ => 0
  }

  println(patternType(1))
  println(patternType("1"))
  println(patternType(BigInt.apply(10)))
  println(patternType(BigDecimal.apply(10)))
}

// 输出结果：
1
1
2147483647
0
  • 匹配发生在运行期，JVM中泛型的类型信息会被擦掉，因此，不能用类型来匹配特定的Map类型case m: Map[String, Int] => ... // no 可以用case m: Map[_, _] => ... // ok
  • 在Scala中，更倾向于使用模式匹配，而不是isInstanceOf操作符

匹配数组、列表和元组

  • 要匹配数组的内容，可以在模式中使用Array表达式
object MatchLearn  extends App {
	
  ...
  def patternArray(obj: Array[Any]) = obj match {
    // 匹配包含0的数组
    case Array(0) => "0"
    // 匹配任意两个元素的数组，并将这两个元素分别绑定到x 和 y 变量
    case Array(x, y) => x + " <-> " + y
    // 匹配以0开始的数组
    case Array(0, _*) => "0 ..."
    case _ => "something else"
  }

  println(patternArray(Array(0)))
  println(patternArray(Array(1, 2)))
  println(patternArray(Array(0, 2, 4)))
  println(patternArray(Array(2, 4, 6)))
}

说明：

匹配包含0的数组

匹配任意两个元素的数组，并将这两个元素分别绑定到x 和 y 变量

匹配以0开始的数组

  • 使用List表达式，匹配列表，或者可以使用::操作符
object MatchLearn  extends App {
	
  ...
  def patternList(obj: List[Int]) = obj match {
    // 匹配包含0的List
    case 0 :: Nil => "0"
    // 匹配任意两个元素的List，并将这两个元素分别绑定到x 和 y 变量
    case x :: y :: Nil => x + " <-> " + y
    // 匹配以0开始的List
    case 0 :: tail => "0 ..."
    case _ => "something else"
  }

  println(patternList(List(0)))
  println(patternList(List(1, 2)))
  println(patternList(List(0, 2, 4, 6, 8)))
  println(patternList(List(2, 4, 6, 8)))
}
  • 元组在模式匹配中使用
object MatchLearn  extends App {
	
  ...
  print("*" * 10)
  print("Tuple")
  println("*" * 10)
  def patternTuple(x: Int, y: Int) = (x, y) match {
    // 匹配包含0的List
    case (0, _) => "0 ... "
    // 匹配任意两个元素的List，并将这两个元素分别绑定到x 和 y 变量
    case (y, 0) => y + " 0 "
    case _ => "tuple something else"
  }

  println(patternTuple(0, 1))
  println(patternTuple(2, 0))
  println(patternTuple(1, 2))
}

// 输出
0 ... 
2 0 
tuple something else

样例类

  • 样例类是一种特殊类，它们常用于模式匹配
object CaseClassLearn extends App {


  def patternAmount(amount: Amount) = amount match {
      case Dollar(v) => "$" + v
      case Currency(v, u) => "I got " + v + " " + u
      case Nothing => "Nothing"
      case _ => ""
  }


  println(patternAmount(Dollar(1.0)))
  println(patternAmount(Currency(1.0, "RMB")))
  println(patternAmount(Nothing))
}

abstract class Amount

case class Dollar(value: Double) extends Amount

case class Currency(value: Double, unit: String) extends Amount
// 样例对象
case object Nothing extends Amount

// 输出

$1.0
I got 1.0 RMB
Nothing

说明：

样例类的实例使用(), 样例对象不使用圆括号()

声明样例类时，构造器中的每一个参数都成为val

在伴生对象中提供apply方法，让你不用new关键字就能构造出相应的对象，如：Dollar(1.0)

提供unapply方法让模式匹配可以工作

将生成toString,equals,hashCode,copy方法

密封类（sealed样例类）

  • 当用样例类来做模式匹配时，你可能想让编译器帮你确保你已经列了所有的可能选择，要达到这个目的，需要将样例类的通用超类声明为sealed
  • 密封类的所有子类都必须在与该密封类相同的文件中定义
  • 如果某个类是密封的，那么在编译期所有子类就是可知的，因而编译器可以检查模式语句的完整性，让同一组样例类都扩展某个密封的类或特质是个好的做法

在上面示例的基本上增加一下 sealed abstract class Amount，然后注释掉一个 case 重新编译试一试

Option类型

  • 标准类库中的Option类型用样例类来表示可能存在、也可能不存在的值
  • 子类Some包装了某个值，如Some("Fred")，None表示没有值，比使用空字符串的意图列加清晰，比使用null来表示缺少的某值的做法更加安全
  • 也可以通过模式匹配来输出匹配值
object OptionLearn extends App {

  val site: Map[String, String] = Map("baidu" -> "www.baidu.com", "google" -> "www.google.com")
  val value1 = site.get("Yezhiwei")
  val value2: Option[String] = site.get("Yezhiwei")
  val value3: Option[String] = site.get("baidu")

  println("value1 " + value1)
  println("value2 " + value2)
  println("value3 " + value3)
  println()
  println("show value2 " + show(value2))
  println("show value3 " + show(value3))


  def show(v: Option[String]) = v match {

    case Some(v) => v
    case None => "?"
  }
}

// 输出
value1 None
value2 None
value3 Some(www.baidu.com)

show value2 ?
show value3 www.baidu.com
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