Scala第十一章节(掌握模式匹配相关内容)

1.模式匹配

Scala中有一个非常强大的模式匹配机制，应用也非常广泛, 例如:

• 判断固定值
• 类型查询
• 快速获取数据

1.1 简单模式匹配

一个模式匹配包含了一系列备选项，每个备选项都开始于关键字 case。且每个备选项都包含了一个模式及一到多

个表达式。箭头符号 => 隔开了模式和表达式。

格式

变量 match {
case "常量1" => 表达式1
case "常量2" => 表达式2
case "常量3" => 表达式3
case _ => 表达式4 // 默认匹配项
}

执行流程

1. 先执行第一个case, 看 变量值 和 该case对应的常量值 是否一致.
2. 如果一致, 则执行该case对应的表达式.
3. 如果不一致, 则往后执行下一个case, 看 变量值 和 该case对应的常量值 是否一致.
4. 以此类推, 如果所有的case都不匹配, 则执行 case _ 对应的表达式.

需求

1. 提示用户录入一个单词并接收.
2. 判断该单词是否能够匹配以下单词，如果能匹配，返回一句话
3. 打印结果.

参考代码

import scala.io.StdIn
//案例: 模式匹配之简单匹配
object ClassDemo01 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//1. 提示用户录入字符串并接收.
println("请录入一个字符串: ")
var str = StdIn.readLine()
//2. 判断字符串是否是指定的内容, 并接收结果.
val result = str match {
case "hadoop" => "大数据分布式存储和计算框架"
case "zookeeper" => "大数据分布式协调服务框架"
case "spark" => "大数据分布式内存计算框架"
case _ => "未匹配"
}
//3. 打印结果.
println(result)
println("-" * 15) //分割线.
//简写形式
str match {
case "hadoop" => println("大数据分布式存储和计算框架")
case "zookeeper" => println("大数据分布式协调服务框架")
case "spark" => println("大数据分布式内存计算框架")
case _ => println("未匹配")
}
}
}

1.2 匹配类型

除了匹配数据之外, match表达式还可以进行类型匹配。如果我们要根据不同的数据类型，来执行不同的逻辑，也可以使用match表达式来实现。

格式

对象名 match {
case 变量名1: 类型1 => 表达式1
case 变量名2: 类型2 => 表达式2
case 变量名3: 类型3 => 表达式3
...
case _ => 表达式4
}

注意: 如果case表达式中无需使用到匹配到的变量，可以使用下划线代代

需求

1. 定义一个变量为Any类型，然后分别给其赋值为"hadoop"、1、1.0
2. 定义模式匹配，然后分别打印类型的名称

参考代码

//案例: 模式匹配之匹配类型
object ClassDemo02 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//1. 定义一个变量为Any类型，然后分别给其赋值为"hadoop"、1、1.0
val a:Any = 1.0
//2. 定义模式匹配，然后分别打印类型的名称
val result = a match {
case x:String => s"${x} 是String类型的数据"
case x:Double => s"${x} 是Double类型的数据"
case x:Int => s"${x} 是Int类型的数据"
case _ => "未匹配"
}
//3. 打印结果
println(result)
//4. 优化版, 如果在case校验的时候, 变量没有被使用, 则可以用_替代.
val result2 = a match {
case _:String => "String"
case _:Double => "Double"
case _:Int => "Int"
case _ => "未匹配"
}
//打印结果
println(result2)
}
}

1.3 守卫

所谓的守卫指的是 在case语句中添加if条件判断 , 这样可以让我们的代码更简洁, 更优雅.

格式

变量 match {
case 变量名 if条件1 => 表达式1
case 变量名 if条件2 => 表达式2
case 变量名 if条件3 => 表达式3
...
case _ => 表达式4
}

需求

1. 从控制台读入一个数字a（使用StdIn.readInt）
2. 如果 a >= 0 而且 a <= 3，打印[0-3]
3. 如果 a >= 4 而且 a <= 8，打印[4,8]
4. 否则，打印未匹配

参考代码

//案例: 模式匹配之守卫
object ClassDemo03 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//1. 从控制台读入一个数字a（使用StdIn.readInt）
println("请录入一个整数: ")
var num = StdIn.readInt()
//2. 模式匹配
num match {
//2.1 如果 a >= 0 而且 a <= 3，打印[0-3]
case a if a >= 0 && a <= 3 => println("[0-3]")
//2.2 如果 a >= 4 而且 a <= 8，打印[4,8]
case a if a >= 4 && a <= 8 => println("[4-8]")
//2.3 否则，打印未匹配
case _ => println("未匹配")
}
}
}

1.4 匹配样例类

Scala中可以使用模式匹配来匹配样例类，从而实现可以快速获取样例类中的成员数据。后续，我们在开发Akka案

例时，还会经常用到。

格式

对象名 match {
case 样例类型1(字段1, 字段2, 字段n) => 表达式1
case 样例类型2(字段1, 字段2, 字段n) => 表达式2
case 样例类型3(字段1, 字段2, 字段n) => 表达式3
...
case _ => 表达式4
}

1. 样例类型后的小括号中, 编写的字段个数要和该样例类的字段个数保持一致.
2. 通过match进行模式匹配的时候, 要匹配的对象必须声明为: Any类型.

需求

1. 创建两个样例类Customer(包含姓名, 年龄字段), Order(包含id字段)
2. 分别定义两个样例类的对象，并指定为Any类型
3. 使用模式匹配这两个对象，并分别打印它们的成员变量值

参考代码

//案例: 模式匹配之匹配样例类
object ClassDemo04 {
//1. 创建两个样例类Customer、Order
//1.1 Customer包含姓名、年龄字段
case class Customer(var name: String, var age: Int)
//1.2 Order包含id字段
case class Order(id: Int)
def main(args: Array[String]): Unit = {
//2. 分别定义两个案例类的对象，并指定为Any类型
val c: Any = Customer("糖糖", 73)
val o: Any = Order(123)
val arr: Any = Array(0, 1)
//3. 使用模式匹配这两个对象，并分别打印它们的成员变量值
c match {
case Customer(a, b) => println(s"Customer类型的对象, name=${a}, age=${b}")
case Order(c) => println(s"Order类型, id=${c}")
case _ => println("未匹配")
}
}
}

1.5 匹配集合

除了上述功能之外, Scala中的模式匹配，还能用来匹配数组, 元组, 集合(列表, 集, 映射)等。

1.5.1 示例一: 匹配数组

需求

1. 依次修改代码定义以下三个数

Array(1,x,y) // 以1开头，后续的两个元素不固定
Array(0) // 只匹配一个0元素的元素
Array(0, ...) // 可以任意数量，但是以0开头

2. 使用模式匹配, 匹配上述数组.

参考代码

//案例: 模式匹配之匹配数组
object ClassDemo05 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//1. 定义三个数组.
val arr1 = Array(1, 2, 3)
val arr2 = Array(0)
val arr3 = Array(1, 2, 3, 4, 5)
//2. 通过模式匹配, 找到指定的数组.
arr2 match {
//匹配: 长度为3, 首元素为1, 后两个元素无所谓.
case Array(1, x, y) => println(s"匹配长度为3, 首元素为1, 后两个元素是: ${x}, ${y}")
//匹配: 只有一个0元素的数组
case Array(0) => println("匹配: 只有一个0元素的数组")
//匹配: 第一个元素是1, 后边元素无所谓的数组.
case Array(1, _*) => println("匹配: 第一个元素是1, 后边元素无所谓的数组")
//其他校验项
case _ => println("未匹配")
}
}
}

1.5.2 示例二：匹配列表

需求

1. 依次修改代码定义以下三个列表

List(0) // 只保存0一个元素的列表
List(0,...) // 以0开头的列表，数量不固定
List(x,y) // 只包含两个元素的列表

2. 使用模式匹配, 匹配上述列表.

参考代码

//案例: 模式匹配之匹配列表
object ClassDemo06 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//1. 定义列表.
var list1 = List(0)
var list2 = List(0, 1, 2, 3, 4, 5)
var list3 = List(1, 2)
//2. 通过match进行模式匹配
//思路一: 通过List()来实现.
list1 match {
case List(0) => println("匹配: 只有一个0元素的列表")
case List(0, _*) => println("匹配: 0开头, 后边元素无所谓的列表")
case List(x, y) => println(s"匹配: 只有两个元素的列表, 元素为: ${x}, ${y}")
case _ => println("未匹配")
}
//思路二: 采用关键字优化 Nil, tail
list1 match {
case 0 :: Nil => println("匹配: 只有一个0元素的列表")
case 0 :: tail => println("匹配: 0开头, 后边元素无所谓的列表")
case x :: y :: Nil => println(s"匹配: 只有两个元素的列表, 元素为: ${x}, ${y}")
case _ => println("未匹配")
}
}
}

1.5.3 案例三:匹配元组

需求

1. 依次修改代码定义以下两个元组

(1, x, y) // 以1开头的、一共三个元素的元组
(x, y, 5) // 一共有三个元素，最后一个元素为5的元组

2. 使用模式匹配, 匹配上述元组.

参考代码

//案例: 模式匹配之匹配元组
object ClassDemo07 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//1. 定义两个元组.
val a = (1, 2, 3)
val b = (3, 4, 5)
val c = (3, 4)
//2. 通过模式匹配, 匹配指定的元素
a match {
case (1, x, y) => println(s"匹配: 长度为3, 以1开头, 后两个元素无所谓的元组, 这里后两个元素
是: ${x}, ${y}")
case (x, y, 5) => println(s"匹配: 长度为3, 以5结尾, 前两个元素无所谓的元素, 这里前两个元素
是: ${x}, ${y}")
case _ => println("未匹配")
}
}
}

1.6 变量声明中的模式匹配

在定义变量时，可以使用模式匹配快速获取数据. 例如: 快速从数组,列表中获取数据 .

需求

1. 生成包含0-10数字的数组，使用模式匹配分别获取第二个、第三个、第四个元素

2. 生成包含0-10数字的列表，使用模式匹配分别获取第一个、第二个元素

参考代码

//案例: 演示变量声明中的模式匹配.
object ClassDemo08 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//1. 生成包含0-10数字的数组，使用模式匹配分别获取第二个、第三个、第四个元素
//1.1 生成包含0-10数字的数组
val arr = (0 to 10).toArray
//1.2 使用模式匹配分别获取第二个、第三个、第四个元素
val Array(_, x, y, z, _*) = arr;
//1.3 打印结果.
println(x, y, z)
println("-" * 15)
//2. 生成包含0-10数字的列表，使用模式匹配分别获取第一个、第二个元素
//2.1 生成包含0-10数字的列表，
val list = (0 to 10).toList
//2.2 使用模式匹配分别获取第一个、第二个元素
//思路一: List() 实现
val List(a, b, _*) = list
//思路二: ::, tail 实现.
val c :: d :: tail = list
//2.3 打印结果.
println(a, b)
println(c, d)
}
}

1.7 匹配for表达式

Scala中还可以使用模式匹配来匹配for表达式，从而实现快速获取指定数据, 让我们的代码看起来更简洁, 更优雅.

需求

1. 定义变量记录学生的姓名和年龄, 例如: “张三” -> 23, “李四” -> 24, “王五” -> 23, “赵六” -> 26
2. 获取所有年龄为23的学生信息, 并打印结果.

参考代码

//案例: 模式匹配之匹配for表达式.
object ClassDemo09 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//1. 定义变量记录学生的姓名和年龄.
val map1 = Map("张三" -> 23, "李四" -> 24, "王五" -> 23, "赵六" -> 26)
//2. 获取所有年龄为23的学生信息.
//2.1 格式一: 通过if语句实现.
for((k,v) <- map1 if v == 23) println(s"${k} = ${v}")
//分割线.
println("-" * 15)
//2.2 格式二: 通过固定值实现.
for((k, 23) <- map1) println(k + " = 23")
}
}