深入讲解Swift中的模式匹配

模式匹配

模式匹配是 Swift 中非常常见的一种编程模式，使用模式匹配，可以帮助我们写出简明、清晰以及易读的代码，使我们的代码变得简洁而强大。

条件判断中的模式匹配

条件判断是我们使用最普遍的流程控制，在 Swift 中，只能接受 Bool 类型的值作为条件体；除了直接判断 Bool 值之外，我们还能使用使用条件语句进行可选绑定，这在我们开发中是非常常用的方式。

匹配枚举值

在 Swift 中，创建的枚举类型默认是不可比较的(没有实现Comparable协议)，这就意味着我们不能直接使用==操作符来判断两个枚举值是否相等，这种情况下，需要使用模式匹配：

创建一个枚举类型：

enum Result {
 case success
 case failure
}

初始化一个枚举值：

let result = Result.success

使用模式匹配来判断创建的枚举值的值：

if case .success = result {
 print("Value of result is success.")
}

可选绑定

创建一个可选值：

let optionalInt: Int? = 1

使用可选绑定的方式进行解包：

if let val = optionalInt {
 print("The value of optionalInt is (val)")
}
func handleGuard() {
 guard let val = optionalInt else {
 return
 }
 print("The value of optionalInt is (val)")
}
handleGuard()

可选绑定的另外一种模式，这也是可选绑定中最基础的模式：

if case .some(let val) = optionalInt {
 print("The value of optionalInt is (val)")
}

还可以简化为：

if case let val? = optionalInt {
 print("The value of optionalInt is (val)")
}

循环中的模式匹配

问题来了，if let 模式的可选绑定，只能实现一个可选值的绑定，如果我们需要匹配一个数组里边的可选值怎么办呢？这时候我们就不能使用 if let 的形式了，需要使用到 if case let 的形式

创建一个包含可选值的数组：

let values: [Int?] = [1, nil, 3, nil, 5, nil, 7, nil, 9, nil]

进行遍历：

for val in values {
 print("Value in values is (String(describing: val))")
}

或者：

var valuesIterator = values.makeIterator()
while let val = valuesIterator.next() {
 print("Value in values is (String(describing: val))")
}

我们得到了所有的值与可选值，如果我们需要过滤可选值，我们可以这样做：

for val in values.compactMap({ $0 }) {
 print("Value in values is (val)")
}

这样做，增加了时间复杂度，需要进行两次遍历才能将数据过滤出来。我们可以使用模式匹配的方式来这样做：

for case let val? in values {
 print("Value in values is (val)")
}

或者：

valuesIterator = values.makeIterator()
while let val = valuesIterator.next(), val != nil {
 print("Value in values is (String(describing: val))")
}

这样就可以将 nil 值给过滤了，是不是很简单？还可以使用 for case 匹配枚举值数组：

let results: [Result] = [.success, .failure]
for case .success in results {
 print("Values in results contains success.")
 break
}

对于复杂的枚举类型：

enum NetResource {
 case http(resource: String)
 case ftp(resource: String)
}

let nets: [NetResource] = [.http(resource: "https://www.baidu.com"), .http(resource: "https://www.apple.cn"), .ftp(resource: ftp://192.0.0.1)]

过滤 http 的值：

for case .http(let resource) in nets {
 print("HTTP resource (resource)")
}

for 循环使用 where 从句

除此之外，我们还可以在 for 循环后边跟上一个 where 从句来进行模式匹配：

for notNilValue in values where notNilValue != nil {
 print("Not nil value: (String(describing: notNilValue!))")
}

查询一个数组里边所有能被3整除的数：

let rangeValues = Array(0...999)
for threeDivideValue in rangeValues where threeDivideValue % 3 == 0 {
 print("Three devide value: (threeDivideValue)")
}

查询所有含有3的数：

for containsThree in rangeValues where String(containsThree).contains("3") {
 print("Value contains three: (containsThree)")
}

Switch 中的模式匹配

Switch 中的模式匹配也很常用，在 Switch 中合理地使用模式匹配可以为我们带来很多好处，可以使我们的代码更简洁，同时可以减少代码量和增加开发效率。

区间匹配

let value = 188

switch value {
case 0..<50:
 print("The value is in range [0, 50)")
case 50..<100:
 print("The value is in range [50, 100)")
case 100..<150:
 print("The value is in range [100, 150)")
case 150..<200:
 print("The value is in range [150, 200)")
case 200...:
 print("The value is in range [200, ")
default: break
}

// The value is in range [150, 200)

匹配元组类型

创建一个元组类型：

let tuples: (Int, String) = (httpCode: 404, status: "Not Found.")

进行匹配：

switch tuples {
case (400..., let status):
 print("The http code is 40x, http status is (status)")
default: break
}

创建一个点：

let somePoint = (1, 1)

进行匹配：

switch somePoint {
case (0, 0):
 print("(somePoint) is at the origin")
case (_, 0):
 print("(somePoint) is on the x-axis")
case (0, _):
 print("(somePoint) is on the y-axis")
case (-2...2, -2...2):
 print("(somePoint) is inside the box")
default:
 print("(somePoint) is outside of the box")
}

如上，我们在匹配的时候可以使用下划线 _ 对值进行忽略：

switch tuples {
case (404, _):
 print("The http code is 404 not found.")
default: break
}

在 switch case 中使用 where 从句

在 case 中使用 where 从句可以使我们的模式匹配看起来更加精简，使匹配的模式更加紧凑：

let yetAnotherPoint = (1, -1)
switch yetAnotherPoint {
case let (x, y) where x == y:
 print("((x), (y)) is on the line x == y")
case let (x, y) where x == -y:
 print("((x), (y)) is on the line x == -y")
case let (x, y):
 print("((x), (y)) is just some arbitrary point")
}

总结

Swift 中模式匹配的种类

模式匹配可以说是 Swift 中非常强大的一种编程模式，使用良好的模式匹配，可以帮助我们写出简介、优雅的代码，Swift 中的模式匹配包括以下种类：

• 条件判断：if, guard
• 可选绑定：if let, guard let, while let ...
• 循环体：for, while, repeat while
• switch
• do catch

什么时候使用 where 从句？

我们可以在前文的例子中看到，在很多进行模式匹配的地方还使用了 where 从句，where 从句的作用就相当于在模式匹配的基础上在加上条件限制，使用 where 从句等价于：

for notNilValue in values {
 if notNilValue != nil {
  print("Not nil value: (String(describing: notNilValue!))")
 }
}

可以看出，使用 where 从句可以使我们的代码更加简洁和易读，什么时候使用 where ？ 或者说在哪里可以使用 where ？ Swift 文档中并没有对 where 的详细使用进行介绍，但是在实践中发现，where 可以使用在以下地方：

• for 循环语句
• switch 分支

而对于 if, guard 与 while ，我们不能在其后面添加 where 从句，因为他们本身可以进行多个条件的组合. where 从句还有一个用法就是对泛型类型进行类型约束，这在泛型的章节中会有介绍.

好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对我们的支持。