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