Scala基础（8）- 模式匹配

Scala强大的模式匹配机制，可以应用在switch语句、类型检查以及“析构”等场合。样本类对模式匹配进行了优化。这里介绍的是模式匹配的基本知识。

样本类（case class）

添加了case关键字的类便是样本类。例如

abstract class Expr
case class Var(name:String) extends Expr
case class Number(num:Double) extends Expr
case class UnOp(operator : String , arg : Expr) extends Expr
case class BinOp(operator : String , left : Expr , right : Expr) extends Expr

这种修饰符可以让Scala编译器自动为这个类添加一些语法糖的效果：

• 添加与类名一致的工厂方法。也就是说，可以写成Var("x")来构造Var对象，而不用new。
• 样本类参数列表中的所有参数隐式获得了val前缀，因此它被当作字段维护。
• 编译器为这个类添加了方法toString,hashCode和equals等方法。

模式匹配

模式匹配的例子如下：

def simplifyTop(expr : Expr) : Expr = expr match{
  case UnOp("-" , UnOp("-" , e)) => e
  case BinOp("+" , e , Number(0)) => e
  case BinOp("*" , e , Number(1)) => e
  case _ => expr
}
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

这里的match对应Java里的switch，但是写在选择器表达式之后。即：

 选择器 match {备选项}。

一个模式匹配包含了一系列备选项，每个都开始于关键字case。每个备选项都包含了一个模式及一到多个表达式。箭头符号 => 隔开了模式和表达式。

Scala中匹配表达式可以被看作Java风格Switch的泛化。但有三点不同：

• match是Scala的表达式，始终以值作为结果；
• Scala的备选项表达式永远不会落入下一个case；
• 如果没有模式匹配，MatchError异常会被抛出。这意味着必须始终确信所有的情况都考虑到了，或者至少添加一个默认情况什么都不做。如 case _ =>

模式的种类

具体说，有这么几种匹配模式

常量模式

区分一些常量

def describe(x: Any) = x match {
    case 5 => "five"
    case true => "truth"
    case "hello" => "hi!"
    case Nil => "the empty list"
    case _ => "something else"
  }

match表达式通过以代码编写的先后次序尝试每个模式来完成计算。

变量模式

单纯的变量模式没有匹配判断的过程，只是把传入的对象给起了一个新的变量名。通常不会单独使用，而是在多种模式组合时使用，比如

List(1,2) match{ case List(x,2) => println(x) }

构造模式

它的存在使得模式匹配真正变得强大。它由名称及若干括号之内的模式构成。如BinOp("+" , e , Number(0))。这种模式对于树型递归数据尤其有用。下面的序列模式和元组模式也可以认为是构造模式的特例。

序列模式

可以像匹配样本类那样匹配List或Array这样的序列类型。同样的语法现在可以指定模式内任意数量的元素。如：

expr match{
   case List(0 , _ , _ ) => println("found it")
   case _ => 
 }

如果想匹配一个不指定长度的序列，可以指定_*作为模式的最后元素。它能匹配序列中0到任意数量的元素。

元组模式

def tupleDemo(expr : Any) = 
  expr match {
    case (a , b, c) => println("matched " + a + b + c)
    case _ => 
  }

类型模式

def generalSize(x : Any) = x match{
  case s : String => s.length
  case m : Map[_ , _] => m.size
  case _ => 1
}