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scala_模式匹配和样式类.md

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第十四章 模式匹配和样式类

模式匹配

模式可能出现的一个地方就是模式匹配表达式(pattern matching expression)： 一个表达式 e ，后面跟着关键字 match 以及一个代码块，这个代码块包含了一些匹配样例； 而样例又包含了 case关键字、模式、可选的 守卫分句(guard clause) ，以及最右边的代码块； 如果模式匹配成功，这个代码块就会执行。

var sign = ....
val ch：Char = ...
ch match{
    case '+' => sign = 1
    case '-' => sign = -1
    case _ -> sign = 0
}

_ 等效于 default 。如果没有模式匹配，代码会抛出 MatchError 。

与 switch 语句不同，scala模式匹配并不会有意外掉入到下一个分支的问题。

与 if 类似，match 是表达式，而不是语句。你可以在 match 表达式中使用任何类型，而不仅仅是数字。

守卫

假如我们需要扩展我们的示例以匹配所有数字，在Java中，只能简单的添加多个 case 标签，而在scala中，可以使用守卫。

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

守卫可以是任意 Boolean 条件。

模式中的变量

如果关键字 case 后面跟着一个变量名，那么匹配的表达式会被赋值给该变量。

str(i) match{
    case '+' => sign = 1
    case '-' => sign = -1
    case ch => digit = Character.digit(ch, 10)
}

也可以在守卫中使用变量。

注意变量模式可能与常量表达式相冲突。所以变量名必须以小写开头，如果你有一个小写字母开头的常量，则需要将它包在反引号中。

类型模式

还可以对表达式的类型进行匹配：

obj match{
    case x:Int => x
    case s:String => Integer.parseInt(s)
    case _:BigInt => Int.MaxValue
    case _ => 0
}

在scala中，我们更倾向于使用模式匹配，而不是 isInstanceOf 操作符。

当你在匹配类型的时候，必须给出一个变量名，否则，你将会拿对象的本身进行匹配。

匹配发生在运行期，Java虚拟机中泛型的类信息会被擦掉，因此，不能用类型来匹配特定的 Map 类型。

case m:Map[String, Int] => ....   //禁止这样做

不过，可以匹配一个通用的映射：

case m:Map[_,_] => ... //Ok

但是对于数组而言，元素的类型信息是完好的，因此可以匹配 Array[Int] 。

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，例如：

arr match{
    case Array(0) => "0"
    case Array(x,y) => x + "" + y
    case Array(0, _*) => "0 ..."
    case _ => "something else"
}

第一个模式匹配包含0的数组，第二个模式匹配任何带有两个元素的数组，并将这两个元素分别绑定到变量x和y。第三个表达式匹配任何以0开始的数组。

你也可以用同样的方式匹配列表，使用List表达式，或者使用 :: 操作符。

lst match{
    case 0::Nil => "0"
    case x::y::Nil => x +"" + y
    case 0::tail => "0..."
    case _ => "something else"
}

对于元组，可以在模式中使用元组表示法：

pair match{
    case (0, _) => "0..."
    case (y, _) => y + "0"
    case _ => "neither is 0"
}

提取器

Scala 提取器是一个带有 unapply 方法的对象。 unapply 方法算是 apply 方法的反向操作： unapply 接受一个对象，然后从对象中提取值，提取的值通常是用来构造该对象的值。

模式匹配列表、数组或元组背后的机制其实是提取器。 当我们在提取器对象中使用 match 语句是， unapply 将自动执行。

正则表达式是另一个适合使用提取器的场景，如果正则表达式有分组，可以使用提取器来匹配分组。

例如：

val pattern = "([0-9]+)([a-z]+)".r
"99 bottles" match{
    case pattern(num, item)=>...
}

变量声明中的模式

在变量声明中也可以使用模式。

val (x,y) = (1,2)

for推导式中的模式

你可以在 for 推导式中使用带变量的模式，对每一个遍历的值，这些变量都会被绑定。

在 for 推导式中，失败的匹配将会被安静的忽略。

样式类

样式类是一种特殊的类，它经过优化以用于模式匹配。

当声明样式类的时候，自动做以下几件事：

  • 构造器中的每一个参数都成为 val 。
  • 在伴生对象中提供 new 方法，，所以可以不使用 new 关键字就可构建对象；
  • 提供 unapply 方法使模式匹配可以工作；
  • 生成 toString 、 equals 、 hashCode 和 copy 方法，除非显示给出这些方法的定义。

copy方法和带名参数

样式类的copy方法创建一个与现有对象值相同的对象。

case语句中的中置表示法

如果 unsupply 方法产生一个对偶，则你可以在 case 语句中使用中置表示法，尤其是对于有两个参数的样式类，可以使用中置表示法来表示。