5、Scala模式匹配
一、case class
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用case修饰的Class 我们称之为Case Class。编译器看到这个case修饰的class，会为这个class加一些额外的特性：
1、编译器会为Case Class增加一个以类名为名字的工厂方法，这个工厂方法作用是构建这个类的对象
val v = Var("x") //构建对象的时候不需要用new关键词
2、编译器默认的为case class的值参数加上了val来进行修饰，所以这些值参数和一个类里的域一样
v.name
3、编译器自动为case class添加了toString、hashCode以及equals方法。可以用 == 来比较case class，比较case class的类型以及case class中的值参数
op.right == Var("x")
4、编译器为case class增加了一个copy方法，使得case class的值参数的值可以修改。如果一个case class中只要几个特定的值参数需要改变的话，用copy比较方便。
val opNew = op.copy(operator = "-")
case 除了可以修饰class，还可以修饰object，就是表示一个单例对象
case class最大的优点就是配合模式匹配
二、Scala的match表达式 和java switch区别
1、Scala的match表达式可以计算出一个值，而Java的switch却不能
2、模式匹配的表达式永远不会穿透到下一个case表达式中， java的switch中没有break的话，则会穿透到下一个分支
3、模式匹配中如果没有任何的模式被匹配到，则抛出MatchError异常
三、SealedClass
当你在用模式匹配的时候，你肯定需要考虑所有场景的case，有的时候我们可以用default来代替所有没有考虑到的情况，但是有的时候这个默认值没有意义，这个时候怎么来保证你能考虑到所有的情况呢？我们让编译器来帮我们考虑，我们可以在case class的父类上加一个sealed的关键字，这个sealed会帮我们做两件事情：
1：在我们定义模式匹配的时候，如果没有考虑全场景，编译器会报警告
2：被sealed修饰的类，不能被在其他文件中的case class继承
四、模式的种类
1、通配符模式 case _ 可以用于匹配默认的场景，可以用于可以忽略的对象的域的情况
2、常量模式
def describe(x: Any) = x match {
case 5 => "five"
case true => "truth"
case "hello" => "hi!"
case Nil => "the empty list"
case _ => "something else"
}
describe(5) //res6: String = five
describe(true) //res7: String = truth
describe("hello") //res8: String = hi!
describe(Nil) //res9: String = the empty list
describe(List(1, 2, 3)) //res10: String = something else
3、变量模式
可以将被匹配的表达式的值绑定到模式中的变量中，这样可以在expressions中使用这个变量
val i = 1 + 1
var result = i match {
case 0 => "zero"
case somethingElse => "not zero: " + somethingElse
}
println(result) // not zero: 2
编译器怎么判断是常量模式还是变量模式？
val pi = math.Pi
result = E match {
case pi => "strange math? Pi = " + pi //以小写字母开头的单词被编译器认为是变量模式
}
result = E match {
case `pi` => "strange math? Pi = " + pi //以反引号扩起来的为常量模式
case _ => "OK"
}
4、构造器模式。支持深度匹配
5、序列模式。支持固定长度的序列或者数组，也支持非固定长度。
v match {
case List(0, _*) => println("list it")//匹配含有任意个元素的List，并且第一个元素等于0
case Array(0, _*) => println("array it")//匹配含有任意个元素的Array，并且第一个元素等于0
case _ =>
}
6、元组模式
def tupleDemo(expr: Any) = expr match {
case (a, b, c) => println("matched " + a + b + c)
case _ =>
}
7、类型模式
def generalSizeWithPattern(x: Any) = x match {
case s: String => s.length
case m: Map[Int, Int] => m.size
case _ => -1
}
关于类型擦除，数组是个例外，因为数组在java中是特殊处理了，在scala中也是特殊处理了，在jvm中对应着不同类型的数组，比如int[], float[]等
isIntIntMap(Map(1 -> 1)) //true
isIntIntMap(Map("abc" -> "abc")) //true
isStringArray(Array("abc")) //yes
isStringArray(Array(1, 2, 3)) //no
8、变量绑定
val expr = UnOp("abs", UnOp("abs", Var("x")))
expr match {
case UnOp("abs", e@UnOp("abs", i@Var(_))) => println(e + " " + i)
case _ =>
}
五、模式守卫
在模式中可以定义条件。
def simplifyAdd(e: Expr) = e match {
case BinOp("+", a, b) if a == b => BinOp("*", b, Number(2))
case _ => e
}
六、模式重叠
尽量避免模式重叠
def simplifyBad(expr: Expr): Expr = expr match {
case UnOp("-", UnOp("-", e)) => e //第一个case
case UnOp(op, e) => UnOp(op, simplifyBad(e)) //第二个case
}
当case1属于case2的子集，那么case1可以放在case2之前，若放在case2之后，则永远无法执行，编译器会报警告unreachable code.
七、Option
Option视作一个容器，可以有东西，也可以没有东西。Some 表示有且仅有一个东西 None表示没有东西
val opt = Some("aaa")
opt.getOrElse("default")
在模式匹配中使用：
val capitals =
Map("France" -> "Paris", "Japan" -> "Tokyo")
def show(x: Option[String]) = x match {
case Some(s) => s
case None => "?"
}
show(capitals get "Japan") //res25: String = Tokyo
show(capitals get "France") //res26: String = Paris
show(capitals get "North Pole") //res27: String = ?
八、模式在变量定义中的使用
val myTuple = (123, "abc")
val (number, string) = myTuple
val exp = new BinOp("*", Number(5), Number(1))
val BinOp(op, left, right) = exp
九、模式在偏函数中使用
1、一个case序列作为全函数(complete function)
val withDefault: Option[Int] => Int = {
case Some(x) => x
case None => 0
}
2、如果缺少了一个case会出现什么情况呢？编译会出现警告
val second: Option[Int] => Int = {
case Some(x) => x
}
3、如果我们的case列表是部分的场景，我们需要告诉编译器这是一个偏函数(partial function)
val partial : PartialFunction[Option[Int], Int] = {
case Some(x) => x
}
4、我们尽可能的用全函数，因为偏函数如果没有考虑清楚需要处理的case的话，可能会抛异常。
上面的partial就是和下面的p是一个意思
val p = new PartialFunction[Option[Int], Int] {
override def isDefinedAt(x: Option[Int]) = x match {
case Some(_) => true
case None => false
}
override def apply(v1: Option[Int]) = v1 match {
case Some(x) => x
}
5、如果要使用偏函数，推荐用下面模式
if (partial.isDefinedAt(None)) {
partial(None) //如果单独运行的话，还是会抛异常
}
十、模式在for中使用
val results = List(Some("apple"), None, Some("orange"))
for (Some(fruit) <- results) println(fruit)
val capitals =
Map("France" -> "Paris", "Japan" -> "Tokyo")
for ((country, city) <- capitals)
println("The capital of " + country + " is " + city)
十一、萃取器unapply
含有成员方法unapply的object，我们称之为extractors(萃取器)。extractors可以同时定义apply(可选的)和unapply方法。
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