Scala学习十四——模式匹配和样例类

一.本章要点

• match表达式是更好的switch，不会有意外调入下一个分支
• 如果没有模式能够匹配，会抛出MatchError，可以用case _模式避免
• 模式可以包含一个随意定义的条件，称做守卫
• 你可以对表达式的类型进行匹配;优先选择模式匹配而不是isInstanceOf/asInstanceOf
• 你可以匹配数组，元祖，样例类的模式，然后匹配到不同部分绑定到变量
• 在for表达式中，不能呢匹配的情况会被安静的跳过
• 样例类是编译器会为之自动

二.更好的switch

　　

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

三.守卫

　　添加守卫做筛选条件，例：

ch match{
case '+'=>sign=1
case '-'=>sign=-1
//筛选所有数字
case _ if Charavter.isDigit(ch)=>digit=Character.digit(ch,10)
case _=>sign=0
}

四.模式中的变量

　　如果case关键字后面跟着一个变量名，那么匹配的表达式会被赋值给那个变量。例如：

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

五.类型模式

　　对表达式的类型进行匹配，例：

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

　　注：在Scala中，更倾向与使用这样的匹配模式，而不是isInstanceOf操作符;

　　　　匹配时，必须给出一个变量名，否则会拿对象本身匹配;

　　　　匹配发生在运行期，Java虚拟机的泛型是擦掉的，因此不能用类型匹配特定的Map类型　　

六.匹配数组、列表和元祖

　　匹配数组：

arr match{
//通过这种绑定让你轻松的访问复杂结构各部份名：”析构“
//匹配包含0的数组
case Array(0)=>"0"
//匹配任何带有两个元素的数组，并将这两个元素分别绑定在x和y
case Array(x,y)=>x+" "+y
//匹配任何以0开始的数组
case Array(0,_*)=>"0..."
case _=>"someting else"
}

　　使用List表达式或者::匹配列表：

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

　　匹配元组：

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

七.提取器

　　前面的匹配数组，列表，元组功能背后的机制：提取器机制——带有对象中提取值的unapply或unapplySeq方法的对象。unapply方法提取固定数量的对象，unapplySeq提取一个序列。

　　如：

arr match{
case Array(0,x)=>...
}

　　Array伴生对象就是一个提取器——定义了一个unapplySeq方法，调用时是以被执行匹配动作的表达式作为参数，而不是模式上中看上去像是参数的表达式。unapplySeq(arr)产出一个序列的值，即数组的值。

　　正则表达式是另一个适合用提取器的场景，注意这时的提取器不是伴生对象，而是正则表达式对象，例：正则表达式有分组时，匹配正则表达式分组

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

八.变量声明中的模式

　　模式是可以带变量的，可以在变量声明时运用这样的模式，如 val (x,y)=(1,2)

//赋值商和余数
val (q,r)=BigInt(10) /%3

//将arr数组的第一个和第二个值分别赋给first和secend
val Array(first,secend,_)=arr

九.for表达式中的模式

　　可以在for推导式使用带变量的模式。例：

import scala.collection.JavaConversions.propertiesAsScalaMap
for((k,v)<-System.getProperties())

println(k+"->"+v)

十.样例类

　　样例类是一种特殊的类，经过优化用于模式匹配。

　　例，扩展自常规类（非样例类）的样例类：

abstract class Amount
case class Dollar(value:Double) extends Amount
case class Currency(value:Double,unit:String) extends Amount

//也可以针对单例的样例对象
case object Nothing extends Amount

//当有一个类型为Amount的对象时，可以用模式匹配来匹配它的类型，并将属性绑定到变量
amt match{
case Dollar(v)=>"$"+v
case Currency(_,u)=>"Oh nose,I got"+u
case Nothing =>""
}

　　注：样例类的实例使用()，样例对象不使用圆括号;

　　　　当你声明样例类时，如下自动发生：

• • • 构造器中的每一个参数都成为val——除非它是显示地声明为var（不建议这样做）;
    • 在伴生对象中提供apply方法让你不用new关键字就能构造出相应的对象，如Dollar(29.25)...;
    • 提供unapply方法让模式可以工作;
    • 将生成toString、equals、hashCode和copy方法——除非显式地给出这些方法的定义;
    • 除这些，其他和普通的类一样

十一.copy方法和带名参数

　　样例类的copy方法创建一个与现有对象值相同的新对象，原对象是不可变的，完全可以共享这个对象的引用，但是可以用带名参数修改某些属性，例：

val price=amt.copy(value=18.23)　　

十二.case语句中的中置表示法

　　如果unapply方法产生一个对偶，则你可以在case语句中使用中置表达式，例：

amt match{
case a Currency u=>...}//等同于case Currency(a,u)

十三.匹配嵌套结构

　　样例类常被用于嵌套结构，例：　

abstract class Item
case class Article(description:String,price:Double) extends Item
case class Bundle(decription:String,discount:Double.item:Item*) extends Item

　　使用@表示法将嵌套绑定到变量。

def price(it:Item):Double=it match{
case Article(_,p)=>P
case Bundle(_,disc,its @ _*)=>its.map(price _).sum-disc
}

十四.样例类是邪恶的吗

　　样例类适用于那种标记不会改变的结构（如果是可改变的，那么如果想到一种新的Item，就需要回顾所有的item）。

　　在合适的地方，样例类十分便捷：

• • • 模式匹配通常比继承更容易把我们引向更精简的代码;
    • 构造时不需要用new的复合对象更加易读;
    • 你将免费得到toString、equals、hashCode和copy方法

十五.密封类

　　通过将样例类的通用超类声明为sealed，可以确保列出所有的选择。

　　密封类的子类都必须与该密封类相同的文件定义（好做法），如果某个类是密封的，那么在编译期所有子类是可知的，因此编译器可以检查模式语句的完整性。

十六.模拟枚举

　　

十七.Option类型

　　标准库中的Option类型用样例类来表示可能存在、也可能不存在的值。样例子类Some包装了某个值，例如：Some("Fred")，而样例对象None表示没有值（这种表示比使用空字符串的意图更加清晰，比使用null表示缺少的某值更加安全）。

　　Option支持泛型，如Some("Fred")类型为Option[String]。Map类的get方法返回一个Option。

十八.偏函数

　　被包在花括号内的一组case语句是一个偏函数——一个并非对所有输入都有定义的函数。它是PartialFunction[A,B]类的一个实例（A是参数类型，B是返回类型），该类有两个方法：apply从匹配的模式计算函数值，而isDefinedAt方法在输入至少匹配其中一个模式赶回true。

十九.练习