Scala - 使用变量和自定义类型的模式匹配

模式匹配是 Scala 中第二常用的特性，仅次于函数值和闭包。Scala 为模式匹配提供了强大的支持，用于处理消息。模式匹配的一个方面是在模式中使用变量。它可以绑定到值，从而编写更具表达力的代码。

模式匹配包含一系列备选方案，每个备选方案以关键字 case 开头。每个备选方案包含一个 pattern 和一个或多个 expressions，如果模式匹配成功，这些表达式将被求值。箭头符号 => 将模式与表达式分隔开。

变量的模式匹配

模式匹配可用于将字符串和变量与模式进行测试。这些操作会根据匹配结果返回不同的结果。匹配字符串和变量的语法如下 -

def typedPatternMatching(any: Any): String = {
  any match {
    case string: String => s"I am a string. My value: $string"
    case integer: Int => s"I am an integer. My value: $integer"
    case _ => s"I am from an unknown type. My value: $any"
  }
}

此函数接受类型为 Any 的参数，并将其与不同类型进行匹配。它返回一个描述匹配类型及其值的字符串。

示例

def typedPatternMatching(any: Any): String = {
  any match {
    case string: String => s"I am a string. My value: $string"
    case integer: Int => s"I am an integer. My value: $integer"
    case _ => s"I am from an unknown type. My value: $any"
  }
}

object Demo {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val mixedList: List[Any] = List(42, "Scala", 3.14)

    mixedList.foreach { element =>
      println(typedPatternMatching(element))
    }
  }
}

将上述程序保存为 Demo.scala。使用以下命令编译并执行此程序。

命令

> scalac Demo.scala
> scala Demo

输出

I am an integer. My value: 42
I am a string. My value: Scala
I am from an unknown type. My value: 3.14

我们将 mixedList 中的每个元素传递给 typedPatternMatching 函数。它将元素与不同类型进行匹配并打印结果。

模式匹配中的稳定标识符

在某些情况下，您可能希望与存储在变量中的特定值进行匹配。但是，在模式中使用变量名会将变量绑定到匹配的值，而不是与存储的值进行比较。您可以使用稳定标识符来获得所需的行为。稳定标识符必须以大写字母开头，或用反引号包围。

示例

def mMatch(s: String) = {
    val target: String = "a"
    s match {
        case `target` => println(s"It was $target")
        case _ => println("It was something else")
    }
}

def mMatch2(s: String) = {
    val Target: String = "a"
    s match {
        case Target => println(s"It was $Target")
        case _ => println("It was something else")
    }
}

在这里，为模式中的变量名以大写字母开头，可以匹配变量中存储的特定值。

模式匹配中的变量绑定

当一个模式匹配一个值时，模式中的变量会绑定到该值的相应部分。

示例

以下示例展示了如何在模式匹配中使用变量绑定 –

object Demo {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val maybeValue: Option[Int] = Some(42)

    maybeValue match {
      case Some(value) => println(s"Value is: $value")
      case None => println("No value")
    }
  }
}

将上述程序保存为 Demo.scala。使用以下命令编译并执行该程序。

命令

> scalac Demo.scala
> scala Demo

输出

Value is: 42

在这里，maybeValue 变量与 Option 类型的 Some 和 None 情况进行匹配，value 变量绑定到包含的整数。

与自定义类型一起使用模式匹配

您可以将模式匹配扩展到自定义类型和类。这样，您可以分解实例并直接访问其字段。

示例

以下示例展示了如何与自定义类型一起使用模式匹配 -

sealed trait Shape
case class Circle(radius: Double) extends Shape
case class Rectangle(width: Double, height: Double) extends Shape

object Demo {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val shape: Shape = Circle(5.0)

    shape match {
      case Circle(r) => println(s"Circle with radius: $r")
      case Rectangle(w, h) => println(s"Rectangle with width: $w and height: $h")
      case _ => println("Unknown shape")
    }
  }
}

将上述程序保存为 Demo.scala。使用以下命令编译并执行该程序。

命令

> scalac Demo.scala
> scala Demo

输出

Circle with radius: 5.0

在这个示例中，shape 变量与不同的 case class 进行匹配。变量 r、w 和 h 分别绑定到 Circle 和 Rectangle 的相应字段。

模式匹配与变量总结

• 模式匹配用于测试值并使用模式将其分解为组成部分。
• 您可以将稳定的标识符与变量中存储的特定值进行匹配。
• 模式中的变量绑定用于提取并处理匹配值的部分。
• 您可以使用自定义类型的模式匹配来访问字段并分解实例。
• 类型化模式匹配简化了类型处理并提高了代码可读性。