13-scala模式匹配

news2025/4/16 15:28:44

模式匹配是检查某个值（value）是否匹配某一个模式的机制，一个成功的匹配同时会将匹配值解构为其组成部分。它是Java中的switch语句的升级版，同样可以用于替代一系列的 if/else 语句。

语法

一个模式匹配语句包括一个待匹配的值，match关键字，以及至少一个case语句。

// 导入随机数生成器
import scala.util.Random

// 定义主对象
object Main {
  // 主方法，程序入口
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 生成一个0到9之间的随机整数
    val x:Int = Random.nextInt(10)
    // 使用模式匹配根据随机数的值执行不同的操作
    x match {
      // 当x为0时输出"zero"
      case 0 => println("zero")
      // 当x为1时输出"one"
      case 1 => println("one")
      // 当x为2时输出"two"
      case _ => println("other") // 其他情况输出"other"
    }
  }
}

上述代码中的val x是一个0到10之间的随机整数，将它放在match运算符的左侧对其进行模式匹配，match的右侧是包含4条case的表达式，其中最后一个case _表示匹配其余所有情况，在这里就是其他可能的整型值。

match表达式具有一个结果值

  def matchTest(x: Int): String = x match {
      case 1 => "one"
      case 2 => "two"
      case _ => "other"
    }

    println(matchTest(3)) // other
    println( matchTest(1)) // one

这个match表达式是String类型的，因为所有的情况（case）均返回String，所以matchTest函数的返回值是String类型。

样例类（case classes）的匹配

样例类非常适合用于模式匹配。

abstract class Notification

case class Email(sender: String, title: String, body: String) extends Notification

case class SMS(caller: String, message: String) extends Notification

case class VoiceRecording(contactName: String, link: String) extends Notification

Notification 是一个虚基类，它有三个具体的子类Email, SMS和VoiceRecording，我们可以在这些样例类(Case Class)上像这样使用模式匹配：

def showNotification(notification: Notification): String = {
  notification match {
    case Email(sender, title, _) =>
      s"You got an email from $sender with title: $title"
    case SMS(number, message) =>
      s"You got an SMS from $number! Message: $message"
    case VoiceRecording(name, link) =>
      s"you received a Voice Recording from $name! Click the link to hear it: $link"
  }
}
val someSms = SMS("12345", "Are you there?")
val someVoiceRecording = VoiceRecording("Tom", "voicerecording.org/id/123")

println(showNotification(someSms))  // prints You got an SMS from 12345! Message: Are you there?

println(showNotification(someVoiceRecording))  // you received a Voice Recording from Tom! Click the link to hear it: voicerecording.org/id/123

showNotification函数接受一个抽象类Notification对象作为输入参数，然后匹配其具体类型。（也就是判断它是一个Email，SMS，还是VoiceRecording）。在case Email(sender, title, _)中，对象的sender和title属性在返回值中被使用，而body属性则被忽略，故使用_代替。

模式守卫（Pattern guards）

为了让匹配更加具体，可以使用模式守卫，也就是在模式后面加上if <boolean expression>。

def showImportantNotification(notification: Notification, importantPeopleInfo: Seq[String]): String = {
  notification match {
    case Email(sender, _, _) if importantPeopleInfo.contains(sender) =>
      "You got an email from special someone!"
    case SMS(number, _) if importantPeopleInfo.contains(number) =>
      "You got an SMS from special someone!"
    case other =>
      showNotification(other) // nothing special, delegate to our original showNotification function
  }
}

val importantPeopleInfo = Seq("867-5309", "jenny@gmail.com")

val someSms = SMS("867-5309", "Are you there?")
val someVoiceRecording = VoiceRecording("Tom", "voicerecording.org/id/123")
val importantEmail = Email("jenny@gmail.com", "Drinks tonight?", "I'm free after 5!")
val importantSms = SMS("867-5309", "I'm here! Where are you?")

println(showImportantNotification(someSms, importantPeopleInfo))
println(showImportantNotification(someVoiceRecording, importantPeopleInfo))
println(showImportantNotification(importantEmail, importantPeopleInfo))
println(showImportantNotification(importantSms, importantPeopleInfo))

在case Email(sender, _, _) if importantPeopleInfo.contains(sender)中，除了要求notification是Email类型外，还需要sender在重要人物列表importantPeopleInfo中，才会匹配到该模式。

仅匹配类型

也可以仅匹配类型，如下所示：

abstract class Device
case class Phone(model: String) extends Device {
  def screenOff = "Turning screen off"
}
case class Computer(model: String) extends Device {
  def screenSaverOn = "Turning screen saver on..."
}

def goIdle(device: Device) = device match {
  case p: Phone => p.screenOff
  case c: Computer => c.screenSaverOn
}

当不同类型对象需要调用不同方法时，仅匹配类型的模式非常有用，如上代码中goIdle函数对不同类型的Device有着不同的表现。一般使用类型的首字母作为case的标识符，例如上述代码中的p和c，这是一种惯例。

密封类

特质（trait）和类（class）可以用sealed标记为密封的，这意味着其所有子类都必须与之定义在相同文件中，从而保证所有子类型都是已知的。

sealed abstract class Furniture
case class Couch() extends Furniture
case class Chair() extends Furniture

def findPlaceToSit(piece: Furniture): String = piece match {
  case a: Couch => "Lie on the couch"
  case b: Chair => "Sit on the chair"
}