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case都不匹配，那么会执行case _ 分支，类似于Java中default语句。
1.匹配基本类型
1.观察如下实例：
object Demo_037 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val oper = '#'
val n1 = 20
val n2 = 10
var res = 0
oper match {
case '+' => res = n1 + n2
case '-' => res = n1 - n2
case '*' => res = n1 * n2
case '/' => res = n1 / n2
case _ => println("oper error")
}
println("res=" + res)
}
}
match在匹配上的细节和注意事项
- 如果所有case都不匹配，那么会执行case _ 分支，类似于Java中default语句
- 如果所有case都不匹配，又没有写case _ 分支，那么会抛出MatchError
- 每个case中，不用break语句，自动中断case
- 可以在match中使用其它类型，而不仅仅是字符
- => 等价于 java swtich 的 :
- => 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。
2.如果存在多个默认匹配的情况，则只有一个会生效
object Demo_039 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
for (ch <- "+-3!") {
var sign = 0
var digit = 0
ch match {
case '+' => sign = 1
case '-' => sign = -1
// 可以有多个默认匹配，但是后面的默认匹配没有生效，程序也没报错
case _ => digit = 3
case _ => sign = 2
}
println(ch + " " + sign + " " + digit)
}
}
}
3. 默认匹配放到match的首行时，只会执行默认匹配
object Demo_040 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
for (ch <- "+-3!") {
var sign = 0
var digit = 0
ch match {
//默认匹配放到match的首行时，后面的匹配不生效
case _ => digit = 3
case '+' => sign = 1
case '-' => sign = -1
}
println(ch + " " + sign + " " + digit)
}
}
}
输出结果
2.守卫
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
object Demo_038 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
for (ch <- "+-3!") {
var sign = 0
var digit = 0
ch match {
case '+' => sign = 1
case '-' => sign = -1
//case _ 后出现守卫条件则不表示默认匹配，表示的是忽略所传入的char
case _ if ch.toString.equals("3") => digit = 3
case _ => sign = 2 //默认匹配
}
println(ch + " " + sign + " " + digit)
}
}
}
输出结果为
3.模式中的变量
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
object Demo_041 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val ch = 'V'
ch match {
case '+' => println("other~")
case mychar => println("wise~" + mychar)
case _ => println ("say~~")
}
}
}
输出结果
扩展：在Spark中经常会使用到模式匹配，如下面在Spark中的一段程序，它使用的就是模式中的变量，分别将值赋给id，name和age，然后再传入到样例类Emp中
4.类型匹配
可以匹配对象的任意类型，这样做避免了使用isInstanceOf和asInstanceOf方法
实例：根据输入的数值，匹配不同类型的数据
object Demo_041 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 类型匹配, obj 可能有如下的类型
val a = 7
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")
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] => "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 _ => "啥也不是"
}
println(result)
}
}
类型匹配中注意事项
- Map[String, Int] 和Map[Int, String]是两种不同的类型，其它类推。
- 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.
- 说明:val result = obj match { case i : Int => i } “case i : Int => i ”表示 将 i = obj (obj赋值给i)，然后再判断类型
- 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。
5.匹配数组
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3个元素的等等....
3.Array(0,_*) 匹配数组以0开始
实例：匹配不同元素的数组
object Demo_042 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
for (arr <- Array(Array(0), Array(1, 0), Array(0, 1, 0),
Array(1, 1, 0), Array(1, 1, 0, 1))) {
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"
}
println("result = " + result)
}
}
}
输出结果
6.匹配列表
实例：匹配各个列表
object Demo_043 {
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" //匹配只有一个元素，且元素为0的列表
case x :: y :: Nil => x + " " + y //匹配有两个元素的列表，列表内元素任意
case 0 :: tail => "0 ..."
case _ => "something else"
}
println(result)
}
}
}
运行结果
7.匹配元组
实例：匹配元组
object Demo_044 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 元组匹配
for (pair <- Array((0, 1), (1, 0), (1, 1),(1,0,2))) {
val result = pair match { //
case (0, _) => "0 ..." //
case (y, 0) => y //
case _ => "other" //.
}
println(result)
}
}
}
运行结果
8.对象匹配
对象匹配，什么才算是匹配呢？
规则如下:
- case中对象的unapply方法(对象提取器)返回Some集合则为匹配成功
- 返回none集合则为匹配失败
实例：求平方根
object Demo_045 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
object Square {
def unapply(z: Double): Option[Double] = Some(math.sqrt(z))//如果返回的some中有值，则表示匹配成功，否则匹配失败
def apply(z: Double): Double = z * z
}
// 模式匹配使用：
val number: Double = Square(36.0)
number match {
case Square(n) => println(n)
case _ => println("nothing matched")
}
}
}
对象匹配运行机制说明
实例2
object Demo_046 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
object Names {
def unapplySeq(str: String): Option[Seq[String]] = {
if (str.contains(",")) Some(str.split(","))
else None
}
}
val namesString = "Alice,Bob,Thomas"
//说明
namesString match {
case Names(first, second, third) => {
println("the string contains three people's names")
// 打印字符串
println(s"$first $second $third")
}
case _ => println("nothing matched")
}
}
}
运行结果
程序执行过程分析
当case 后面的对象提取器方法的参数为多个，则会默认调用def unapplySeq() 方法
如果unapplySeq返回是Some，获取其中的值,判断得到的sequence中的元素的个数是否是三个,如果是三个，则把三个元素分别取出，赋值给first，second和third
其它的规则不变.
9.变量声明中的模式
match中每一个case都可以单独提取出来，意思是一样的
object Demo_047 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val (x, y) = (1, 2)
val (q, r) = BigInt(10) /% 3 //说明 q = BigInt(10) / 3,r = BigInt(10) % 3
val arr = Array(1, 7, 2, 9)
val Array(first, second, _*) = arr // 提出arr的前两个元素
println(x,y)
println(q,r)
println(first, second)
}
}
输出结果
10.for表达式中的模式匹配
for循环也可以进行模式匹配
实例：使用模式匹配过滤Map值
object Demo_048 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val map = Map("A"->1, "B"->0, "C"->3)
for ( (k, v) <- map ) {
print(k + " -> " + v+"\t")
}
println()
//说明只变量出value=0的(key,value)，其他舍弃
for ((k, 0) <- map) {
println(k + " --> " + 0)
}
//说明，等同于上面的，只是使用了守卫
for ((k, v) <- map if v == 0) {
println(k + " ---> " + v)
}
}
}
11.样例类
定义三个样例类
当我们有一个类型为Amount的对象时，可以用模式匹配来匹配他的类型，并将属性值绑定到变量(即：把样例类对象的属性值提取到某个变量,该功能有用)
实例1
object Demo_049 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
for (amt <- Array(Dollar(1000.0), Currency(1000.0, "RMB"), NoAmount)) {
val result = amt match {
//说明
case Dollar(v) => "$" + v
//说明
case Currency(v, u) => v + " " + u
case NoAmount => ""
}
println(amt + ": " + result)
}
}
}
abstract class Amount
case class Dollar(value: Double) extends Amount
case class Currency(value: Double, unit: String) extends Amount
case object NoAmount extends Amount
输出结果
观察Currency编译后的java字节码
public class Currency extends Amount
implements Product, Serializable
{
private final double value;
private final String unit;
public static Option<Tuple2<Object, String>> unapply(Currency paramCurrency)
{
return Currency..MODULE$.unapply(paramCurrency);
}
public static Currency apply(double paramDouble, String paramString)
{
return Currency..MODULE$.apply(paramDouble, paramString);
}
public static Function1<Tuple2<Object, String>, Currency> tupled()
{
return Currency..MODULE$.tupled();
}
public static Function1<Object, Function1<String, Currency>> curried()
{
return Currency..MODULE$.curried();
}
public double value()
{
return this.value; }
public String unit() { return this.unit; }
public Currency copy(double value, String unit) { return new Currency(value, unit); }
public double copy$default$1() { return value(); }
public String copy$default$2() { return unit(); }
public String productPrefix() { return "Currency"; }
public int productArity() { return 2; }
public Object productElement(int x$1) { int i = x$1; switch (i) { default:
throw new IndexOutOfBoundsException(BoxesRunTime.boxToInteger(x$1).toString());
case 1:
break;
case 0: } return BoxesRunTime.boxToDouble(value()); }
public Iterator<Object> productIterator() { return ScalaRunTime..MODULE$.typedProductIterator(this); }
public boolean canEqual(Object x$1) { return x$1 instanceof Currency; }
public int hashCode() { int i = -889275714; i = Statics.mix(i, Statics.doubleHash(value())); i = Statics.mix(i, Statics.anyHash(unit())); return Statics.finalizeHash(i, 2); }
public String toString() { return ScalaRunTime..MODULE$._toString(this); }
public boolean equals(Object x$1) { if (this != x$1) { Object localObject = x$1;
int i;
if ((localObject instanceof Currency)) i = 1; else i = 0; if (i == 0) break label97; Currency localCurrency = (Currency)x$1; if (value() == localCurrency.value()) { str = localCurrency.unit();
String tmp55_45 = unit(); if (tmp55_45 == null) { tmp55_45; if (str == null) break label76; tmpTernaryOp = tmp55_45; break label89; } } } }
public Currency(double value, String unit) {
Product.class.$init$(this);
}
}
Currency$.class
public final class Currency$ extends AbstractFunction2<Object, String, Currency>
implements Serializable
{
public static final MODULE$;
static
{
new ();
}
public final String toString()
{
return "Currency"; }
public Currency apply(double value, String unit) { return new Currency(value, unit); }
public Option<Tuple2<Object, String>> unapply(Currency x$0) { return x$0 == null ? None..MODULE$ : new Some(new Tuple2(BoxesRunTime.boxToDouble(x$0.value()), x$0.unit())); }
private Object readResolve() { return MODULE$; }
private Currency$() { MODULE$ = this;
}
}
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。
提供了一种拷贝对象的方式：
在main方法中，添加如下代码观察输出结果
val amt = Currency(29.95, "RMB") val amt1 = amt.copy() //创建了一个新的对象，但是属性值一样 val amt2 = amt.copy(value = 19.95) //创建了一个新对象，但是修改了货币单位 val amt3 = amt.copy(unit = "英镑")//.. println(amt) println(amt2) println(amt3)
输出结果
12.case语句的中置(缀)表达式
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，你可以在case语句中使用中置表示法。比如可以匹配一个List序列
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) //
case _ => println("匹配不到...")
}
13.匹配嵌套结构
基本介绍 ：操作原理类似于正则表达式
实践案例-商品捆绑打折出售：
现在有一些商品，请使用Scala设计相关的样例类，完成商品捆绑打折出售。要求 商品捆绑可以是单个商品，也可以是多个商品。 打折时按照折扣x元进行设计. 能够统计出所有捆绑商品打折后的最终价格。
创建样例类
abstract class Item // 项 case class Book(description: String, price: Double) extends Item //Bundle 捆 ， discount: Double 折扣 ， item: Item* , case class Bundle(description: String, discount: Double, item: Item*) extends Item
匹配嵌套结构(就是Bundle的对象)
//给出案例表示有一捆数，单本漫画（40-10） +文学作品(两本书)（80+30-20） = 30 + 90 = 120.0
val sale = Bundle("书籍", 10, Book("漫画", 40), Bundle("文学作品", 20, Book("《阳关》", 80), Book("《围城》", 30)))
知识点1-将descr绑定到第一个Book的描述
如何取出 val sale = Bundle("书籍", 10, Book("漫画", 40), Bundle("文学作品", 20, Book("《阳关》", 80), Book("《围城》", 30))) 这个嵌套结构中的 "漫画"
val res = sale match {
//如果我们进行对象匹配时，不想接受某些值，则使用_ 忽略即可，_* 表示所有
case Bundle(_, _, Book(desc, _), _*) => desc
}
知识点2-通过@表示法将嵌套的值绑定到变量。_*绑定剩余Item到rest
请思考：如何将 "漫画" 和 val sale = Bundle("书籍", 10, Book("漫画", 40), Bundle("文学作品", 20, Book("《阳关》", 80), Book("《围城》", 30))) 这个嵌套结构中的 "漫画" 和 紫色的部分 绑定到变量，即赋值到变量中.
val result2 = sale match {
case Bundle(_, _, art @ Book(_, _), rest @ _*) => (art, rest)
}
println(result2)
println("art =" + result2._1)
println("rest=" + result2._2)
知识点3-不使用_*绑定剩余Item到rest
请思考：如何将 "漫画" 和 紫色部分 val sale = Bundle("书籍", 10, Article("漫画", 40), Bundle("文学作品", 20, Article("《阳关》", 80), Article("《围城》", 30))) 这个嵌套结构中的 "漫画" 和 紫色的部分 绑定到变量，即赋值到变量中.
val result2 = sale match {
//说明因为没有使用 _* 即明确说明没有多个Bundle,所以返回的rest，就不是WrappedArray了。
case Bundle(_, _, art @ Book(_, _), rest) => (art, rest)
}
println(result2)
println("art =" + result2._1)
println("rest=" + result2._2)
实践案例-商品捆绑打折出售
现在有一些商品，请使用Scala设计相关的样例类，完成商品可以捆绑打折出售。要求
（1）商品捆绑可以是单个商品，也可以是多个商品。
（2）打折时按照折扣xx元进行设计.
（3）能够统计出所有捆绑商品打折后的最终价格
object SalesDem0 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//这里给出了一个具体的打折的案例
// 220.
val sale = Bundle("书籍", 10, Book("漫画", 40), Bundle("文学作品", 20, Book("《阳关》", 80), Book("《围城》", 30),Book("天龙八部", 100)))
//知识点1 - 使用case语句，得到 "漫画"
val res = sale match {
//如果我们进行对象匹配时，不想接受某些值，则使用_ 忽略即可，_* 表示所有
case Bundle(_, _, Book(desc, _), _*) => desc
}
println("res=" + res) //
//知识点2-通过@表示法将嵌套的值绑定到变量。_*绑定剩余Item到rest
val res2 = sale match {
//如果我们进行对象匹配时，不想接受某些值，则使用_ 忽略即可，_* 表示所有
case Bundle(_, _, art @ Book(_, _), rest @ _*) => (art, rest)
}
println("res2=" + res2)
//知识点3-不使用_*绑定剩余Item到rest
val res3 = sale match {
//如果我们进行对象匹配时，不想接受某些值，则使用_ 忽略即可，_* 表示所有
case Bundle(_, _, art3 @ Book(_, _), rest3) => (art3, rest3)
}
println("res3=" + res3)
//案例的完成
println("price=" + price(sale)) // 120
}
def price(it:Item): Double = {
it match {
case Book(_,p) => p
case Bundle(_,disc,its @ _*) => its.map(price).sum - disc
}
}
}
//设计样例类
abstract sealed class Item // 项
case class Book(description: String, price: Double) extends Item
case class Food(description: String, price: Double) extends Item
//Bundle 捆 ， discount: Double 折扣 ， item: Item* ,
case class Bundle(description: String, discount: Double, item: Item*) extends Item
运行结果：
res=漫画 res2=(Book(漫画,40.0),WrappedArray(Bundle(文学作品,20.0,WrappedArray(Book(《阳关》,80.0), Book(《围城》,30.0), Book(天龙八部,100.0))))) res3=(Book(漫画,40.0),Bundle(文学作品,20.0,WrappedArray(Book(《阳关》,80.0), Book(《围城》,30.0), Book(天龙八部,100.0)))) price=220.0
14.密封类
（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）密封就是不能在其他文件中定义子类。
15.scala中的match和java中的switch比较
（1）匹配条件上
java：在switch结构中，case能够匹配到的类型有四中，分别为：char、byte、short或int
scala：Match的匹配条件有多种，可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型（对象，数组，元组，列表等），甚至可以进行类型匹配。
（2）关于默认匹配上的差异
Java：在switch结果中，即便不存在default，也不会报错，并且default可以置于结构的首行，而不影响执行顺序。在switch结构中，defaul只是case都匹配不到时，才执行它。
Scala：在Match中，如果所有case都不匹配，又没有写case _ 分支，那么会抛出MatchError；默认匹配的顺序，影响case语句的执行顺序，当放到match的首行时，后面的case匹配不生效。