跳至主要內容

模式匹配

LiAngScala2023年12月29日Scala大约 8 分钟约 1683 字

Scala 中的模式匹配类似于 Java 中的 switch 语法 image.png

基本语法

模式匹配语法中，采用 match 关键字声明，每个分支采用 case 关键字进行声明，当需要匹配时，会从第一个 case 分支开始，如果匹配成功，那么执行对应的逻辑代码，如果匹配不成功，继续执行下一个分支进行判断。如果所有 case 都不匹配，那么会执行 case _分支， 类似于 Java 中 default 语句。

package chapter08

object Test01_PatternMatchBase {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 1. 基本定义语法
    val x: Int = 5
    val y: String = x match {
      case 1 => "one"
      case 2 => "two"
      case 3 => "three"
      case _ => "other"
    }
    println(y)

    // 2. 示例：用模式匹配实现简单二元运算
    val a = 25
    val b = 13
    def matchDualOp(op: Char): Int = {
      op match {
        case '+' => a + b
        case '-' => a - b
        case '*' => a * b
        case '/' => a / b
        case '%' => a % b
        case _ => -1
      }
    }
    println(matchDualOp('+')) // 38
    println(matchDualOp('/')) // 1
    println(matchDualOp('\\')) // -1

    println("=========================")

  }
}

说明 （1）如果所有 case 都不匹配，那么会执行 case _ 分支，类似于 Java 中 default 语句，若此时没有 case _ 分支，那么会抛出 MatchError。 （2）每个 case 中，不需要使用 break 语句，自动中断 case。 （3）match case 语句可以匹配任何类型，而不只是字面量。 （4）=> 后面的代码块，直到下一个 case 语句之前的代码是作为一个整体执行，可以使用{}括起来，也可以不括。

模式守卫

说明

如果想要表达匹配某个范围的数据，就需要在模式匹配中增加条件守卫。

案例实操

package chapter08

object Test01_PatternMatchBase {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 3. 模式守卫
    // 求一个整数的绝对值
    def abs(num: Int): Int = {
      num match {
        case i if i >= 0 => i
        case i if i < 0 => -i
      }
    }

    println(abs(67))
    println(abs(0))
    println(abs(-24))
  }
}

模式匹配类型

匹配常量

说明

Scala 中，模式匹配可以匹配所有的字面量，包括字符串，字符，数字，布尔值等等。

案例实操

package chapter08

object Test02_MatchTypes {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 1. 匹配常量
    def describeConst(x: Any): String = x match {
      case 1 => "Int one"
      case "hello" => "String hello"
      case true => "Boolean true"
      case '+' => "Char +"
      case _ => ""
    }
    println(describeConst("hello"))
    println(describeConst('+'))
    println(describeConst(0.3)) // 
  }
}

匹配类型

说明

需要进行类型判断时，可以使用前文所学的 isInstanceOf[T]和 asInstanceOf[T]，也可使用模式匹配实现同样的功能。

案例实操

    // 2. 匹配类型
    def describeType(x: Any): String = x match {
      case i: Int => "Int " + i
      case s: String => "String " + s
      case list: List[String] => "List " + list
      case array: Array[Int] => "Array[Int] " + array.mkString(",")
      case a => "Something else: " + a
    }
    println(describeType(35))
    println(describeType("hello"))
    println(describeType(List("hi", "hello")))
    println(describeType(List(2, 23)))
    println(describeType(Array("hi", "hello")))
    println(describeType(Array(2, 23)))

匹配数组

说明

scala 模式匹配可以对集合进行精确的匹配，例如匹配只有两个元素的、且第一个元素为 0 的数组。

案例实操

    // 3. 匹配数组
    for(arr <- List(
      Array(0),
      Array(1, 0),
      Array(0, 1, 0),
      Array(1, 1, 0),
      Array(2, 3, 7, 15),
      Array("hello", 1, 30),
    )) {
      val result = arr match {
        case Array(0) => "0"
        case Array(1, 0) => "Array(1, 0)"
        case Array(x, y) => "Array: " + x + ", " + y    // 匹配两元素数组
        case Array(0, _*) => "以0开头的数组"
        case Array(x, 1, z) => "中间为1的三元素数组"
        case _ => "something else"
      }
      println(result)
    }

匹配列表

    // 4. 匹配列表
    // 方式一
    for (list <- List(
      List(0),
      List(1, 0),
      List(0, 0, 0),
      List(1, 1, 0),
      List(88),
      List("hello")
    )) {
      val result = list match {
        case List(0) => "0"
        case List(x, y) => "List(x, y): " + x + ", " + y
        case List(0, _*) => "List(0, ...)"
        case List(a) => "List(a): " + a
        case _ => "something else"
      }
      println(result)
    }

    // 方式二
    val list1 = List(1, 2, 5, 7, 24)
    val list = List(24)
    list1 match {
      case first :: second :: rest => println(s"first: $first, second: $second, rest: $rest")
      case _ => println("something else")
    }

匹配元组

    // 5. 匹配元组
    for (tuple <- List(
      (0, 1),
      (0, 0),
      (0, 1, 0),
      (0, 1, 1),
      (1, 23, 56),
      ("hello", true, 0.5)
    )){
      val result = tuple match {
        case (a, b) => "" + a + ", " + b
        case (0, _) => "(0, _)"
        case (a, 1, _) => "(a, 1, _) " + a
        case (x, y, z) => "(x, y, z) " + x + " " + y + " " + z
        case _ => "something else"
      }
      println(result)
    }

扩展

package chapter08

object Test03_MatchTupleExtend {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 1. 在变量声明时匹配
    val (x, y) = (10, "hello")
    println(s"x: $x, y: $y")

    val List(first, second, _*) = List(23, 15, 9, 78)
    println(s"first: $first, second: $second")

    val fir :: sec :: rest = List(23, 15 , 9, 78)
    println(s"first: $fir, second: $sec, rest: $rest")
    println("=====================")

    // 2. for推导式中进行模式匹配
    val list: List[(String, Int)] = List(("a", 12), ("b", 35), ("c", 27), ("a", 13))

    // 2.1 原本的遍历方式
    for (elem <- list){
      println(elem._1 + " " + elem._2)
    }

    // 2.2 将List的元素直接定义为元组，对变量赋值
    for ((word, count) <- list ){
      println(word + ": " + count)
    }
    println("-----------------------")
    // 2.3 可以不考虑某个位置的变量，只遍历key或者value
    for ((word, _) <- list)
      println(word)
    println("-----------------------")
    // 2.4 可以指定某个位置的值必须是多少
    for (("a", count) <- list){
      println(count)
    }

  }
}

匹配对象及样例类

（1）匹配对象

package chapter08

object Test04_MatchObject {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val student = new Student("alice", 18)

    // 针对对象实例的内容进行匹配
    val result = student match {
      case Student("alice", 18) => "Alice, 18"
      case _ => "Else"
    }

    println(result)
  }
}

// 定义类
class Student(val name: String, val age: Int)

// 定义伴生对象
object Student {
  def apply(name: String, age: Int): Student = new Student(name, age)
  // 必须实现一个unapply方法，用来对对象属性进行拆解
  def unapply(student: Student): Option[(String, Int)] = {
    if (student == null){
      None
    } else {
      Some((student.name, student.age))
    }
  }
}

（2）样例类

package chapter08

object Test05_MatchCaseClass {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val student1 = Student1("alice", 18)

    // 针对对象实例的内容进行匹配
    val result = student1 match {
      case Student1("alice", 18) => "Alice, 18"
      case _ => "Else"
    }
    println(result)
  }
}

// 定义样例类
case class Student1(name: String, age: Int)

偏函数中的模式匹配(了解)

偏函数也是函数的一种，通过偏函数我们可以方便的对输入参数做更精确的检查。例如该偏函数的输入类型为 List[Int]，而我们需要的是第一个元素是 0 的集合，这就是通过模式匹配实现的。

偏函数定义

image.pngimage.png

package chapter08

object Test06_PartialFunction {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val list: List[(String, Int)] = List(("a", 12), ("b", 35), ("c", 27), ("a", 13))

    // 1. map转换，实现key不变，value2倍
    val newList = list.map( tuple => (tuple._1, tuple._2 * 2) )

    // 2. 用模式匹配对元组元素赋值，实现功能
    val newList2 = list.map(
      tuple => {
        tuple match {
          case (word, count) => (word, count * 2)
        }
      }
    )

    // 3. 省略lambda表达式的写法，进行简化
    val newList3 = list.map {
      case (word, count) => (word, count * 2)
    }

    println(newList)
    println(newList2)
    println(newList3)

    // 偏函数的应用，求绝对值
    // 对输入数据分为不同的情形：正、负、0
    //                            输入Int，返回Int
    val positiveAbs: PartialFunction[Int, Int] = {
      case x if x > 0 => x
    }
    val negativeAbs: PartialFunction[Int, Int] = {
      case x if x < 0 => -x
    }
    val zeroAbs: PartialFunction[Int, Int] = {
      case 0 => 0
    }
    def abs(x: Int): Int = (positiveAbs orElse negativeAbs orElse zeroAbs) (x)
    println(abs(-67))
    println(abs(35))
    println(abs(0))

  }
}
上次编辑于: 2024/1/1 08:58:31
贡献者: LiAng