12. Scala模式匹配

12.1 match

　　12.1.1 基本介绍

　　　　　　Scala中的模式匹配类似于Java中的switch语法，但是更加强大

　　　　　　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。如果所有的case都不匹配，那么会执行case_分支，类似于Java中的default语句

　　12.1.2 scala的match的快速入门案例

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val oper = '+'
    val n1 = 20
    val n2 = 10
    var res = 0
    //说明
    //1. match (类似java switch) 和  case 是关键字
    //2. 如果匹配成功， 则 执行 => 后面的代码块.
    //3. 匹配的顺序是从上到下，匹配到一个就执行对应的 代码
    //4. => 后面的代码块 不要写 break ,会自动的退出match
    //5. 如果一个都没有匹配到，则执行 case _ 后面的代码块
    oper match {
      case '+' => {
        res = n1 + n2
        println("ok~~")
        println("hello~~")
      }
      case '-' => res = n1 - n2
      case '*' => res = n1 * n2
      case '/' => res = n1 / n2
      case 1 => println("匹配到1")
      case 1.1 => println("匹配1.1")
      case _ => println("oper error")
    }
    println("res=" + res)

  }
}

　　12.1.3 match的细节和注意事项

　　　　　　1) 如果所有case都不匹配，那么会执行case_分支，类似于Java中的default语句

　　　　　　2) 如果所有case都不匹配，又没有写case_分支，那么会抛出MatchError

　　　　　　3) 每个case中，不用break语句，自动中断case

　　　　　　4) 可以在match中使用其它类型，而不仅仅是字符

　　　　　　5) => 等价于 java switch的 ：

　　　　　　6) => 后面的代码块到下一个case，是作为一个整体执行，可以使用{}扩起来，也可以不扩

12.2 守卫

　　12.2.1 基本介绍

　　　　　　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

　　12.2.2 应用案例

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {

    for (ch <- "+-3!") { //是对"+-3!" 遍历
      var sign = 0
      var digit = 0
      ch match {
        case '+' => sign = 1
        case '-' => sign = -1
        // 说明..
        // 如果 case 后有 条件守卫即if ,那么这时的 _ 不是表示默认匹配
        // 表示忽略 传入 的 ch
        case _ if ch.toString.equals("3") => digit = 3
        case _ => sign = 2
      }
      //分析
      // + 1 0
      // - -1 0
      // 3 0 3
      // ! 2 0
      println(ch + " " + sign + " " + digit)
    }

  }
}

12.3 模式中的变量

　　12.3.1 基本介绍

　　　　　　如果在case关键字后跟变量名，那么match前表达式的值会赋给那个变量

　　12.3.2 应用案例

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val ch = 'U'
    ch match {
      case '+' => println("ok~")
      // 下面 case mychar 含义是 mychar = ch
      case mychar => println("ok~" + mychar)
      case _ => println("ok~~")
    }

    val ch1 = '+'
    //match是一个表达式，因此可以有返回值
    //返回值就是匹配到的代码块的最后一句话的值
    val res = ch1 match {
      case '+' => ch1 + " hello "
      case _ => println("ok~~")
    }

    println("res=" + res)
  }
}

12.4 类型匹配

　　12.4.1 基本介绍

　　　　　　可以匹配对象的任意类型，这样做避免了使用isInstanceOf和asInstanceOf

　　12.4.2 应用案例

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val a = 8
    //说明 obj 实例的类型 根据 a 的值来返回
    val obj = if (a == 1) 1
    else if (a == 2) "2"
    else if (a == 3) BigInt(3)
    else if (a == 4) Map("aa" -> 1)
    else if (a == 5) Map(1 -> "aa")
    else if (a == 6) Array(1, 2, 3)
    else if (a == 7) Array("aa", 1)
    else if (a == 8) Array("aa")

    //说明
    //1. 根据  obj 的类型来匹配
    // 返回值
    val result = obj match {

      case a: Int => a
      case b: Map[String, Int] => "对象是一个字符串-数字的Map集合"
      case c: Map[Int, String] => "对象是一个数字-字符串的Map集合"
      case d: Array[String] => d //"对象是一个字符串数组"
      case e: Array[Int] => "对象是一个数字数组"
      case f: BigInt => Int.MaxValue
      case y: Float => println("xx")
      case _ => "啥也不是"
    }

    println(result)

  }
}

　　12.4.3 类型匹配注意事项

　　　　　　1) Map[String, Int]和Map[Int, String]是两种不同的类型，其它类推

　　　　　　2) 在进行类型匹配时，编译器会预先检测是否有可能的匹配，如果没有则报错

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {

    val obj = 10
    val result = obj match {
      case a: Int => a
      //case b: Map[String, Int] => "Map集合"    //取消注释之后会报错
      case _ => "啥也不是"
    }

  }
}

　　　　　　4) 如果case _ 出现在match中间，则表示隐藏变量名，即不使用，而不是表示默认匹配

　　　　　　　　

12.5 匹配数组

　　12.5.1 基本介绍

　　　　　　1) Array(0)匹配只有一个元素且为0的数组

　　　　　　2) Array(x,y)匹配数组有两个元素，并将两个元素赋值为x和y。当然可以依次类推Array(x,y,z)匹配数组有三个元素，等等

　　　　　　3) Array(0,_*)匹配数组以0开始

　　12.5.2 应用案例

import scala.collection.mutable.ArrayBuffer

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {

    //    val arrs = Array(Array(0), Array(1, 0), Array(0, 1, 0),
    //      Array(1, 1, 0), Array(1, 1, 0, 1))
    //
    //    for (arr <- arrs ) {
    //      val result = arr match {
    //        case Array(0) => "0"
    //        case Array(x, y) => x + "=" + y
    //        case Array(0, _*) => "以0开头和数组"
    //        case _ => "什么集合都不是"
    //      }
    //      // result = 0
    //      // result = 1 = 0
    //      // result = 以0开头和数组
    //      // result = 什么集合都不是
    //      // result = 什么集合都不是
    //      println("result = " + result)
    //    }

    //给你一个数组集合，如果该数组是  Array(10,20) , 请使用默认匹配，返回Array(20,10)

    val arrs2 = Array(Array(0), Array(1, 0), Array(0, 1, 0),
      Array(1, 1, 0), Array(1, 1, 0, 1))

    for (arr <- arrs2) {
      val result = arr match {
        //case Array(0) => "0"
        case Array(x, y) => ArrayBuffer(y, x) //Array(y,x).toBuffer //? ArrayB(y,x)
        //case Array(0, _*) => "以0开头和数组"
        case _ => "不处理~~"
      }

      println("res=" + result) //ArrayBuffer(0,1)
    }

  }
}

12.6 匹配列表

　　　　　　－案例演示

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {

    for (list <- Array(List(0), List(1, 0), List(0, 0, 0), List(1, 0, 0))) {
      val result = list match {
        case 0 :: Nil => "0" //
        case x :: y :: Nil => x + " " + y //
        case 0 :: tail => "0 ..." //
        case x :: Nil => x
        case _ => "something else"
      }
      //1. 0
      //2. 1 0
      //3. 0 ...
      //4. something else
      println(result)
    }

  }
}

12.7 匹配元组

　　　　　　－案例演示

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //如果要匹配 (10, 30) 这样任意两个元素的对偶元组，应该如何写
    for (pair <- Array((0, 1), (1, 0), (10, 30), (1, 1), (1, 0, 2))) {
      val result = pair match { //
        case (0, _) => "0 ..." //
        case (y, 0) => y //
        case (x, y) => (y, x) //"匹配到(x,y)" + x + " " + y
        case _ => "other" //.
      }
      //1. 0 ...
      //2. 1
      //3. (30,10)
      //4. (1,1)
      //5. other
      println(result)
    }

  }
}

12.8 对象匹配

　　12.8.1 基本介绍

　　　　　　对象匹配，什么才算是匹配呢？规则如下：

　　　　　　　　1) case中对象的unapply方法(对象提取器)返回Some集合则为匹配成功

　　　　　　　　2) 返回None集合则为匹配失败

　　12.8.2 快速入门

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {

    // 模式匹配使用：
    val number: Double = Square(6.0) // 36.0 //

    number match {
      //说明 case Square(n) 的运行的机制
      //1. 当匹配到 case Square(n)
      //2. 调用Square 的 unapply(z: Double),z 的值就是 number
      //3. 如果对象提取器 unapply(z: Double) 返回的是Some(6) ,则表示匹配成功，同时
      //   将6 赋给 Square(n) 的n
      //4.  果对象提取器 unapply(z: Double) 返回的是None ,则表示匹配不成功
      case Square(n) => println("匹配成功 n=" + n)
      case _ => println("nothing matched")
    }

  }
}

//说明

object Square {
  //说明
  //1. unapply方法是对象提取器
  //2. 接收z:Double 类型
  //3. 返回类型是Option[Double]
  //4. 返回的值是 Some(math.sqrt(z)) 返回z的开平方的值，并放入到Some(x)
  def unapply(z: Double): Option[Double] = {
    println("unapply被调用 z 是=" + z)
    Some(math.sqrt(z))
    //None
  }

  def apply(z: Double): Double = z * z
}

　　12.8.3 应用案例2

　　　　　　－案例演示

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {

    val namesString = "Alice,Tom,Jack" //字符串
    //说明
    namesString match {
      // 当 执行   case Names(first, second, third)
      // 1. 会调用 unapplySeq（str）,把 "Alice,Tom,Jack" 传入给 str
      // 2. 如果 返回的是 Some("Alice","Tom","Jack"),分别给 （first, second, third）
      //    注意，这里的返回的值的个数需要和 （first, second, third）要一样
      // 3. 如果返回的None ,表示匹配失败

      case Names(first, second, third) => {
        println("the string contains three people's names")
        // 打印字符串
        println(s"$first $second $third")
      }
      case _ => println("nothing matched")
    }

  }
}

//object
object Names {
  //当构造器是多个参数时，就会触发这个对象提取器
  def unapplySeq(str: String): Option[Seq[String]] = {
    if (str.contains(",")) Some(str.split(","))
    else None
  }
}

　　　　　　－案例演示小结

　　　　　　　　1) 当case后面的对象提取器方法的参数为多个，则会默认调用def unapplySeq()方法

　　　　　　　　2) 如果unapplySeq返回的是Some，获取其中的值，判断得到的sequence中的元素的个数是否是三个，如果是三个，则把三个元素分别取出，赋值给first，second和third

　　　　　　　　3) 其它的规则不变

12.9 变量声明中的模式

　　12.9.1 基本介绍

　　　　　　match中每一个case都可以单独取出来，意思是一样的

　　12.9.2 应用案例

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {

    val (x, y, z) = (1, 2, "hello")
    println("x=" + x)
    val (q, r) = BigInt(10) /% 3 //说明  q = BigInt(10) / 3 r = BigInt(10) % 3
    val arr = Array(1, 7, 2, 9)
    val Array(first, second, _*) = arr // 提出arr的前两个元素
    println(first, second)

  }
}

12.10 for表达式中的模式

　　12.10.1 基本介绍

　　　　　　for循环也可以进行模式匹配

　　12.10.2 应用案例

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val map = Map("A" -> 1, "B" -> 0, "C" -> 3)
    for ((k, v) <- map) {
      println(k + " -> " + v) // 出来三个key-value ("A"->1), ("B"->0), ("C"->3)
    }
    //说明 : 只遍历出 value =0 的key-value ,其它的过滤掉
    println("--------------(k, 0) <- map-------------------")
    for ((k, 0) <- map) {
      println(k + " --> " + 0)
    }

    //说明, 这个就是上面代码的另外写法, 只是下面的用法灵活和强大
    println("--------------(k, v) <- map if v == 0-------------------")
    for ((k, v) <- map if v >= 1) {
      println(k + " ---> " + v)
    }

  }
}

12.11 样例(模版)类

　　12.11.1 样例类快速入门

object CaseClassDemo01 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
      println("hello~~")
  }
}

abstract class Amount
case class Dollar(value: Double) extends Amount    //样例类
case class Currency(value: Double, unit: String) extends Amount //样例类
case object NoAmount extends Amount  //样例类

　　12.11.2 基本介绍

　　　　　　1) 样例类仍然是类

　　　　　　2) 样例类用case关键字进行声明

　　　　　　3) 样例类是为模式匹配而优化的类

　　　　　　4) 构造器中的每一个参数都成为val－除非它被显式地声明为var(不建议这样做)

　　　　　　5) 在样例类对应的伴生对象中提供apply方法，不用new关键字就能构造出相应的对象

　　　　　　6) 提供unapply方法让模式匹配可以工作

　　　　　　7) 将自动生成toString、equals、hashCode和copy方法(有点类似模版类，直接给生成，供程序员使用)

　　　　　　8) 除上述外，样例类和其它类完全一样。可以添加字段和方法，扩展它们

　　12.11.3 应用案例1

　　　　　　－案例演示

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //该案例的作用就是体验使用样例类方式进行对象匹配简洁性
    for (amt <- Array(Dollar(1000.0), Currency(1000.0, "RMB"), NoAmount)) {
      val result = amt match {
        //说明
        case Dollar(v) => "$" + v // $1000.0
        //说明
        case Currency(v, u) => v + " " + u // 1000.0 RMB
        case NoAmount => "NoAmount" // NoAmount
      }
      println(amt + ": " + result)
    }

  }
}

abstract class Amount

case class Dollar(value: Double) extends Amount //样例类
case class Currency(value: Double, unit: String) extends Amount //样例类
case object NoAmount extends Amount //样例类

　　12.11.4 应用案例2

　　　　　　－说明

　　　　　　　　样例类的copy方法和带名参数

　　　　　　　　copy创建一个与现有对象值相同的新对象，并可以通过带名参数来修改某些属性

　　　　　　－案例演示

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val amt = new Currency(3000.0, "RMB")
    val amt2 = amt.copy() // 克隆,创建的对象和amt的属性一样
    println("amt2.value" + amt2.value + " amt2.unit= " + amt2.unit)
    println(amt2)

    val amt3 = amt.copy(value = 8000.0)
    println(amt3)

    val amt4 = amt.copy(unit = "美元")
    println(amt4)
  }
}

abstract class Amount

case class Dollar(value: Double) extends Amount //样例类
case class Currency(value: Double, unit: String) extends Amount //样例类
case object NoAmount extends Amount //样例类

12.12 case语句的中置(缀)表达式

　　12.12.1 基本介绍

　　　　　　什么是中置表达式？1 + 2，这就是一个中置表达式。如果unapply方法产出一个元组，可以在case语句中使用中置表示法。比如可以匹配一个List序列

　　12.12.2 应用案例

　　　　　　－案例演示

object boke_demo01 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    List(1, 3, 5, 9) match { //修改并测试
      //1.两个元素间::叫中置表达式,至少first，second两个匹配才行.
      //2.first 匹配第一个 second 匹配第二个, rest 匹配剩余部分(5,9)
      case first :: second :: rest => println(first + " " + second + " " + rest.length + " " + rest) //
      case _ => println("匹配不到...")
    }

  }
}

12.13 密封类

　　12.13.1 基本介绍

　　　　　　1) 如果想让case类的所有子类都必须在申明该类的相同的源文件中定义，可以将样例类的通用超类声明为sealed，这个超类称之为密封类

　　　　　　2) 密封就是不能在其它文件中定义子类