scala 模式匹配詳解(十二）

模式匹配是Scala中非常有特色，非常強大的一種功能。模式匹配，其實類似於Java中的swich case語法，即對一個值進行條件判斷，然后針對不同的條件，進行不同的處理。

但是Scala的模式匹配的功能比Java的swich case語法的功能要強大地多，Java的swich case語法只能對值進行匹配。但是Scala的模式匹配除了可以對值進行匹配之外，還可以對類型進行匹配、對Array和List的元素情況進行匹配、對case class進行匹配、甚至對有值或沒值（Option）進行匹配。

而且對於Spark來說，Scala的模式匹配功能也是極其重要的，在spark源碼中大量地使用了模式匹配功能。因此為了更好地編寫Scala程序，並且更加通暢地看懂Spark的源碼，學好模式匹配都是非常重要的。

1、模式匹配的基礎語法（案例：成績評價）

// Scala是沒有Java中的switch case語法的，相對應的，Scala提供了更加強大的match case語法，即模式匹配，類替代switch case，match case也被稱為模式匹配
// Scala的match case與Java的switch case最大的不同點在於，Java的switch case僅能匹配變量的值，比1、2、3等；而Scala的match case可以匹配各種情況，比如變量的類型、集合的元素、有值或無值
// match case的語法如下：變量 match { case 值 => 代碼 }。如果值為下划線，則代表了不滿足以上所有情況下的默認情況如何處理。此外，match case中，只要一個case分支滿足並處理了，就不會繼續判斷下一個case分支了。（與Java不同，java的switch case需要用break阻止）
// match case語法最基本的應用，就是對變量的值進行模式匹配
object test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    def studentScore(score:String): Unit ={
      score match {
        case "A"=>println("excellent")
        case "B"=>println("good")
        case "C"=>println("soso")
        case _ =>println("you need work harder")
      }
    }
    studentScore("D")
  }
}
在模式匹配中使用if守衛
// Scala的模式匹配語法，有一個特點在於，可以在case后的條件判斷中，不僅僅只是提供一個值，而是可以在值后面再加一個if守衛，進行雙重過濾
// 案例：成績評價（升級版）
object test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    def studentScore(name:String,score:String): Unit ={
      score match {
        case "A"=>println("excellent")
        case "B"=>println("good")
        case "C"=>println("soso")
        case _ if name=="leo"=>print(name+",you are good boy,come on!")//if守衛
        case _ =>println("you need work harder")
      }
    }
    studentScore("leo","D")
  }
}
在模式匹配中進行變量賦值
// Scala的模式匹配語法，有一個特點在於，可以將模式匹配的默認情況，下划線，替換為一個變量名，此時模式匹配語法就會將要匹配的值賦值給這個變量，從而可以在后面的處理語句中使用要匹配的值
// 為什么有這種語法？？思考一下。因為只要使用用case匹配到的值，是不是我們就知道這個只啦！！在這個case的處理語句中，是不是就直接可以使用寫程序時就已知的值！
// 但是對於下划線_這種情況，所有不滿足前面的case的值，都會進入_這種默認情況進行處理，此時如果我們在處理語句中需要拿到具體的值進行處理呢？那就需要使用這種在模式匹配中進行變量賦值的語法！！
object test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    def studentScore(name:String,score:String): Unit ={
      score match {
        case "A"=>println("excellent")
        case "B"=>println("good")
        case "C"=>println("soso")
        case _ if name=="leo"=>print(name+",you are good boy,come on!")
        case _score =>println("you need work harder,your score only "+_score)  //變量賦值
      }
    }
    studentScore("le","F")
  }
}

 

2、對類型進行模式匹配（案例：異常處理）

// Scala的模式匹配一個強大之處就在於，可以直接匹配類型，而不是值！！！這點是java的switch case絕對做不到的。
// 理論知識：對類型如何進行匹配？其他語法與匹配值其實是一樣的，但是匹配類型的話，就是要用“case 變量: 類型 => 代碼”這種語法，而不是匹配值的“case 值 => 代碼”這種語法。

// 案例：異常處理
object test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    import java.io._

    def processException(e: Exception) {
      e match {
        case e1: IllegalArgumentException => println("you have illegal arguments! exception is: " + e1)
        case e2: FileNotFoundException => println("cannot find the file you need read or write!, exception is: " + e2)
        case e3: IOException => println("you got an error while you were doing IO operation! exception is: " + e3)
        case _: Exception => println("cannot know which exception you have!" )
      }
    }
    processException(new IOException("not such file"))
  }
}

 

3、對Array和List的元素進行模式匹配（案例：對朋友打招呼）

// 對Array進行模式匹配，分別可以匹配帶有指定元素的數組、帶有指定個數元素的數組、以某元素打頭的數組
// 對List進行模式匹配，與Array類似，但是需要使用List特有的::操作符

// 案例：對朋友打招呼
object test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    def greeting(arr: Array[String]) {
      arr match {
        case Array("Leo") => println("Hi, Leo!")  //匹配一個元素
        case Array(girl1, girl2, girl3) => println("Hi, girls, nice to meet you. " + girl1 + " and " + girl2 + " and " + girl3) //匹配三個元素
        case Array("Leo", _*) => println("Hi, Leo, please introduce your friends to me.") //匹配以Leo開頭，三個元素會被上面匹配scala匹配機制是匹配到就停止
        case _ => println("hey, who are you?")
      }
    }
    greeting(Array("Leo","lily","poly","jack"))
  }
}

//list
object test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    def greeting(list: List[String]) {
      list match {
        case "Leo" :: Nil => println("Hi, Leo!")
        case girl1 :: girl2 :: girl3 :: Nil => println("Hi, girls, nice to meet you. " + girl1 + " and " + girl2 + " and " + girl3)
        case "Leo" :: tail => println("Hi, Leo, please introduce your friends to me.")
        case _ => println("hey, who are you?")
      }
    }
    greeting(List("Leo","jack","poly","herry"))
  }
}

 

4、case class與模式匹配（案例：學校門禁）

// Scala中提供了一種特殊的類，用case class進行聲明，中文也可以稱作樣例類。case class其實有點類似於Java中的JavaBean的概念。即只定義field，並且由Scala編譯時自動提供getter和setter方法，但是沒有method。
// case class的主構造函數接收的參數通常不需要使用var或val修飾，Scala自動就會使用val修飾（但是如果你自己使用var修飾，那么還是會按照var來）
//  Scala自動為case class定義了伴生對象，也就是object，並且定義了apply()方法，該方法接收主構造函數中相同的參數，並返回case class對象

// 案例：學校門禁
class Person
case class Teacher(name:String,subject:String) extends Person
case class Student(name:String,classroom:Int) extends Person
case class Worker(name:String,work:String) extends Person
case class Stranger() extends Person
object test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    def entranceGuard(p:Person): Unit ={
      p match {
        case Student(name,classroom)=>println(s"hello,$name,welcome to school,your classroom is $classroom")
        case Teacher(name,subject)=>println(s"hello,$name,welcome to school,your teach $subject")
        case Worker(name,work) if work=="repairman"=>println(s"hello,$name,you should leave school afternoon")
        case Worker(name,work)=>println(s"hello,$name,you should leave school 2 hours later")
        case _=>println(s"stranger,you can not into school")
      }
    }
    entranceGuard(Worker("Jason","cleaner"))
  }
}

5、Option與模式匹配（案例：成績查詢）

// Scala有一種特殊的類型，叫做Option。Option有兩種值，一種是Some，表示有值，一種是None，表示沒有值。
// Option通常會用於模式匹配中，用於判斷某個變量是有值還是沒有值，這比null來的更加簡潔明了
// Option的用法必須掌握，因為Spark源碼中大量地使用了Option，比如Some(a)、None這種語法，因此必須看得懂Option模式匹配，才能夠讀懂spark源碼。
object test{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val grades = Map("Leo" -> "A", "Jack" -> "B", "Jen" -> "C")
    def getGrade(name: String) {
      val grade = grades.get(name)
      grade match {
        case Some(grade) => println("your grade is " + grade)
        case None => println("Sorry, your grade information is not in the system")
      }
    }
    getGrade("J")
  }
}