浅谈Scala模式匹配

2024-12-04 14:54:03

一.scala模式匹配（pattern matching）

pattern matching可以说是scala中十分强大的一个语言特性，当然这不是scala独有的，但这不妨碍它成为scala的语言的一大利器。

scala的pattern matching是类似这样的，

e match {
 case Pattern1 => do Something
 case Pattern2 if-clause => do others
 ...
}

其中，变量e后面接一个match以及一个代码块，其中每个case对应一种可能回匹配的类型，如果匹配成功则执行=>后面的代码。

我们可以用一个具体一些的例子来看看模式匹配是怎么工作的：

case class Player(name: String, score: Int)
def printMessage(player: Player) = player match {
 case Player(_, score) if score > 100000 =>
  println("Get a job, dude!")
 case Player(name, _) =>
  println("Hey, $name, nice to see you again!")
}

看起来有点类似于其他语言的switch，但其实还是有很大的不同的。

以java的switch为例，java的switch仅仅会做一些基本类型的匹配，然后执行一些动作，并且是没有返回值的。

而scala的pattern matching match则要强大得多，除了可以匹配数值，同时它还能匹配类型。

def parseArgument(arg: String) = arg match {
  //匹配值
  case "-h" | "--help" => displayHelp
  case "-v" | "--version" => displayVerion
  case whatever => unknownArgument(whatever)
}

def f(x: Any): String = x match {
  //匹配类型
  case i:Int => "integer: " + i
  case _:Double => "a double"
  case s:String => "I want to say " + s
}

同时pattern matching是有返回值的，比如上面的match，它返回的就是一个Unit。我们也可以修改上面的代码让它返回一个字符串：

case class Player(name: String, score: Int)
def message(player: Player) = player match {
 case Player(_, score) if score > 100000 =>
  "Get a job, dude!"
 case Player(name, _) =>
  "Hey, $name, nice to see you again!"
}

值得一提的是，pattern matching 返回值是由第一个匹配的模式中的代码块决定的。

二. 为什么要用pattern matching

看到这里你会发现一个问题，pattern matching不是和if else差不多吗？那为什么还要使用pattern matching呢？

首先我们需要明白，模式匹配其实本质上是提供一个方便的解构(Destructuring)数据结构的方式，以scala为例，pattern matching其实用到了scala中提取器的功能，提取器其实就是类中的unapply()方法。

trait User {
 def name: String
}
class FreeUser(val name: String) extends User
object FreeUser {
 //提取器
 def unapply(user: FreeUser): Option[String] = Some(user.name)
}

 val user: User = new FreeUser("Daniel")
 user match {
  case FreeUser(name) => println("it match here" + name)
  case _ => println("not me")
 }

明白了模式匹配的本质你就会直到，其实if else只是pattern matching中的一个典型的用法，但并非它的全部。

同时，pattern matching允许你解耦两个并不真正属于彼此的东西，也使得你的代码更易于测试。比如上面的match部分的代码我们可以写成下面这样：

 val user: User = new FreeUser("Daniel")
 //将返回结果存在一个常量中
 val message = user match {
  case FreeUser(name) => "it match here" + name
  case _ => "not me"
 }
 //可以随意使用该常量，实现解耦
 println(message)

这样会赋予代码更多的灵活性，同时也更加方便做进一步操作。

而以可读性的角度来说，使用一大堆的if else代码无疑是比较难看的，而如果使用pattern matching的话，代码会简洁清晰很多，而简洁的代码则会更容易阅读。

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