Scala模式匹配&样例类&偏函数

模式匹配

  • match不是语句,而是一个表达式,拥有返回值。在match表达式中可以使用任何类型

    val sign = ch match {
      case '+' => 1
      case '*' => 2
      case _ => 0
    }
    
    // 给模式添加守卫,只匹配数字
    val sign = ch match {
      case _ if Character.isDigit(ch) => Character.digit(ch, 10)
    }
    
    // 匹配数组
    val arr = Array(1, 2, 3, 4, 5, 6)
    val result = arr match {
      case Array(1, 2, 3, 4, 5, _) => 1
      case Array(1, 2, _*) => 2
      case _ => 0
    }
    注: _ 表示任意一个元素,_* 表示任意长度的元素
    
    // 类型匹配
    def getType(obj: Any): Unit = {
      obj match {
        case _: Array[String] => println("Array[String]")
        case _: String => println("String")
        case _: Int => println("Int")
        case _: BigInt => println("BigInt")
        case _ => println("unkown")
      }
    }
    
    // 匹配列表
    val result = list match {
      case a :: b :: tail => a + " " + b
      case a :: tail => a
      case _ => "none"
    }
    
    // 匹配元组
    val result = tuple match {
      case (a, _) => a
      case _ => "none"
    }
    注:匹配元组是无法使用 _*
    

    注意:泛型的类型匹配要注意如List[String]、Map[Char,Int]等不会成功匹配,如List[Int]等亦可匹配,因而往往使用通配符List[ _ ]进行匹配,但Array[Int]是可行的

样例类

  • 样例类是一种特殊的类,他们经过优化以被用于模式匹配。
abstract class Solution
case class Add(a: Int, b: Int) extends Solution
case class Mul(a: Int, b: Int) extends Solution
// 还可以有单例的样例对象
case object Nothing extends Solution

def getType(obj: Solution): Any = {
  obj match {
    case Add(a, b) => a + b
    case Mul(a, b) => a * b
    case Nothing => "Nothing"
    case _ => "Null"
  }
}

// 用法
val add = Add(1, 1)
val mul = Mul(10, 10)
val result = getType(add)  // 2
val result1 = getType(mul) // 100

// 可以把模式匹配直接放到公共超类中
abstract class Solution{
  def getType: Any = {
    this match {
      case Add(a, b) => a + b
      case Mul(a, b) => a * b
      case Nothing => "Nothing"
      case _ => "none"
    }
  }
}

// 用法
add.getType
mul.getType

注意: 样例类的实例使用(), 样例对象不使用()。

当声明一个样例类时会自动发生下面几件事:
  • 构造器中的么一个参数都会成为val字段,除非显式的设为var
  • 在伴生对象中提供apply方法,可以不用关键字new就能构造相应对象
  • 提供unapply方法让模式匹配可以工作
  • 生成toString,equals, hashCode,copy方法
密封类
  • 模式匹配完成后需要确保所有的情况都被考虑,要达到这个目的,需要将样例类的公共超类声明为sealed
sealed abstract class Solution
case class Add(a: Int, b: Int) extends Solution
case class Mul(a: Int, b: Int) extends Solution
  • 密封类的所有子类必须都在该密封类所在的文件中定义。
  • 如果一个类是密封的,那么在编译期所有的子类就是可知的,因而编译器可以检查模式语句的完整性。
模拟枚举
  • 在Scala中,样例类可以模拟枚举类型

    sealed abstract class Color
    // 使用单例样例对象
    case object Red extends Color
    case object Blue extends Color
    case object Green extends Color
    
    def getColor(obj: Color): String = {
      obj match {
        case Red => "Red"
        case Blue => "Blue"
        case Green => "Green"
      }
    }
    
    // 用法
    getColor(Red)
    或
    val color = Red
    getColor(color)
    

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值都有定义的函数。它是PartialFunction[A, B]类的一个实例。(A是参数类型, B是返回类型)。
  • PartialFunction[A, B] 类有两个方法:apply方法从匹配到的模式计算函数值,而isDefinedAt方法在输入至少匹配其中一个模式时返回true
  • 如果把函数用到其不支持的值时会报错
// 定义
val fun: PartialFunction[Int, String] = { case 1 => "yes"; case 0 => "no" }

// 用法
fun(1)          // yes
fun(0)          // no
fun.isDefineAt(1)   // true
fun.isDefineAt(3)   // false
fun(3)          // 报错
  • GenTraversable特质的collect方法将一个偏函数应用到所有在该偏函数有定义的元素,并返回包含这些结果的序列
"1+2*3-4" collect { case '+' => 1; case '*' => 2; case '-' => 1 }   // Vector(1, 2, 1)
  • Actor中的例子
react {
  case (name: String, actor: Actor) => {
    actor ! getip(name)
    act()
  }
  case msg => {
    println("UnHandler message" + msg)
    act()
  }
}

注意:偏函数表达式必须位于编译器可以推断出返回类型的上下文中。把它赋值给一个带有类型声明的变量,或者将它作为参数传递都是可以的。

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