強大的Scala模式匹配

用過Scala的模式匹配，感覺Java的弱爆了。Scala幾乎可以匹配任何數據類型，如果默認的不能滿足你的要求，你可以自定義模式匹配。

介紹Scala的模式匹配前，我們先了解清楚unapply()與unapplySeq()兩個方法：

名字叫做unapply和unapplySeq的方法在Scala里也是有特殊含義的。

我們前面說過case class在做pattern match時非常好用，而除case class之外，有unapply或unapplySeq方法的對象在pattern match時也有非常好的應用場景。

比方這段代碼：

1 2 3

object Square { def unapply(z: Double): Option[Double] = Some(math.sqrt(z)) }

我們定義了一個unapply方法，用來計算平方根。

我們能夠像調用普通方法一樣的調用它：

1 2	val number: Double = 36.0 Square.unapply(number)

這樣會得到36的平方根:6。實際上返回值是Some(6)。

上面的方式是對unapply的浪費。unapply真正的優點是這種：

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val number: Double = 36.0 number match { case Square(n) => println(s"square root of $number is $n") case _ => println("nothing matched") }

這樣我們無需顯式調用unapply方法，而把是它用在pattern match中。讓編譯器替我們調用它。

當我們寫下這段pattern match的代碼時，編譯器事實上替我們做了好幾件事：

1. 調用unapply，傳入number
2. 接收返回值並推斷返回值是None，還是Some
3. 假設是Some，則將其解開，並將當中的值賦值給n（就是case Square(n)中的n）

這段代碼反編譯出來是這個樣子的：

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double number = 36.0D; double d1 = number; Option localOption = Square..MODULE$.unapply(d1); //調用unapply，傳入number BoxedUnit localBoxedUnit; if (localOption.isEmpty()) {//推斷返回值是None Predef..MODULE$.println("nothing matched"); localBoxedUnit = BoxedUnit.UNIT; } else {//推斷返回值是Some double n = BoxesRunTime.unboxToDouble(localOption.get()); //將Some解開，並將當中的值賦值給n Predef..MODULE$.println(new StringContext(Predef..MODULE$.wrapRefArray((Object[]) new String[] { "square root of ", " is ", "" }) ).s(Predef..MODULE$.genericWrapArray(new Object[] { BoxesRunTime.boxToDouble(number), BoxesRunTime.boxToDouble(n) }))); localBoxedUnit = BoxedUnit.UNIT; }

假設沒有unapply方法和pattern match語法之間的這樣的結合，我們自己寫代碼要寫成什么樣子呢？

也許會比上面反編譯的代碼簡單一些，可是顯式地調用開平方的方法。用if else來推斷Option，以及將真正的返回值從Option里面解出來這三件事是免不掉的。

unapplySeq和unapply的作用非常是類似，比如這樣：

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object Names { def unapplySeq(str: String): Option[Seq[String]] = { if (str.contains(",")) Some(str.split(",")) else None } }

我們定義一個unapplySeq方法，用逗號作為分隔符來把字符串拆開。

然后我們能夠這樣應用它：

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val namesString = "xiao ming,xiao hong,tom" namesString match { case Names(first, second, third) => { println("the string contains three people's names") println(s"$first $second $third") } case _ => println("nothing matched") }

與上面的樣例非常是類似，只是編譯器在這里替我們做的事情很多其它了：

1. 調用unapplySeq，傳入namesString
2. 接收返回值並推斷返回值是None，還是Some
3. 假設是Some，則將其解開
4. 推斷解開之后得到的sequence中的元素的個數是否是三個
5. 假設是三個，則把三個元素分別取出，賦值給first，second和third

假設沒有unapplySeq方法和pattern match語法之間的這樣的結合，我們自己寫代碼來做這五件事會顯得非常是繁瑣。

 

大家了解清楚unapply()與unapplySeq()兩個方法，我就舉個很實用的例子。

現實中往往我們有這樣的一個需求：比如http請求返回體為json字符串，我們往往只需要獲取json中的部分字段值。

這個需求，Java的做法是，必須知道所有json中所有字段及類型，並定義對應的JavaBean，將返回的json字符串先轉換為對應的JavaBean，再通過javaBean獲取想要的字段信息。

那么Scala使用模式匹配就很輕松搞定直接獲取想要的字段值。如下：

先定義一個unapplySeq()實現json的模式匹配（另json字符串插值寫法可參考我以前文章：Scala字符串插值 - StringContext）：

package spray.json

import scala.collection.SortedMap

class JsonInterpolation(sc: StringContext) {
  object json {
    def apply(args: JsValue*): JsValue =
      new JsonParser(ParserInput(sc, args), true).parseJsValue()

    def unapplySeq(input: JsValue): Option[Seq[JsValue]] = {

      val placeHolders = Seq.range(0, sc.parts.length-1).map(x => JsNumber(Integer.MAX_VALUE - x) )

      val pi = ParserInput(sc, placeHolders)
      val pattern = new JsonParser(pi, true).parseJsValue()

      val results = collection.mutable.ArrayBuffer[JsValue]()
      Seq.range(0, sc.parts.length-1).foreach { x => results += null }

      try {
        patternMatch(pattern, input, placeHolders, results)
        Some(results.toSeq)
      }
      catch {
        case ex: Throwable => None
      }

    }

    // TODO report friendly
    private def patternMatch(pattern: JsValue, input: JsValue, placeHolders: Seq[JsValue], results: collection.mutable.ArrayBuffer[JsValue]): Unit = {

      def isPlaceHolder(value: JsNumber) = {
        val num = value.value.toInt
        val index = Integer.MAX_VALUE - num.toInt
        num > 0 && index < placeHolders.size && placeHolders(index).eq(value)
      }

      pattern match {
        case x: JsObject =>
          x.fields.foreach {
            case (key, n @ JsNumber(num)) if isPlaceHolder(n) =>
              val index = Integer.MAX_VALUE - num.toInt
              assert(input.asJsObject.fields contains key)
              results(index) = input.asJsObject.fields(key)

            case (key, value) =>
              assert(input.asJsObject.fields contains key)
              patternMatch(value, input.asJsObject.fields(key), placeHolders, results)
          }
        case x: JsArray =>
          assert(input.isInstanceOf[JsArray])
          assert(input.asInstanceOf[JsArray].elements.size >= x.elements.size)
          x.elements.zipWithIndex.foreach {
            case (x: JsNumber, y: Int) if isPlaceHolder(x) =>
              val index = Integer.MAX_VALUE - x.value.toInt
              results(index) = input.asInstanceOf[JsArray].elements(y)
            case (x: JsValue,y: Int)=>
              patternMatch(x, input.asInstanceOf[JsArray].elements.apply(y), placeHolders, results)
          }
        case x: JsString =>
          assert(x == input)
        case x: JsBoolean =>
          assert(x == input)
        case x: JsNumber =>
          assert(x == input)
        case x@ JsNull =>
          assert(x == input)
      }
    }
  }
}

 

定義好unpplySeq()，那么下面就看下如何通過模式匹配獲取json字符傳中我們關系的字段值：

import spray.json._                                             
                                                                
/**                                                             
  * 類功能描述：                                                      
  *                                                             
  * @author WangXueXing create at 19-5-11 下午10:37               
  * @version 1.0.0                                              
  */                                                            
object ObjectMatch {                                            
  def main(args: Array[String]): Unit = {                       
    val json = json"""{"id": 12333,"sku_no":"sku35352523"}"""   
    json match {                                                
      case json"""{"sku_no": $skuNo}""" =>  println(skuNo)      
      case _ => println(json)                                   
    }                                                           
                                                                
  }                                                             
}                                                               

輸出：

"sku35352523"

如上，我們就可以選擇性的拿到sku_no字段的值，是不是輕松搞定！