Scala入门到精通——第十五节 Case Class与模式匹配（二）

本节主要内容

模式匹配的类型
for控制结构中的模式匹配
option类型模式匹配

1. 模式的类型

1 常量模式

object ConstantPattern{def main(args: Array[String]): Unit = {//注意，下面定义的是一个函数//函数的返回值利用的是模式匹配后的结果作为其返回值//还需要注意的是函数定义在main方法中//也即scala语言可以在一个函数中定义另外一个函数def patternShow(x:Any)=x match {case 5 => "five"case true=>"true"case "test"=>"String"case null=>"null"case Nil=>"empty list"case _  =>"Other constant"}    println(patternShow(5))}
}

2 变量模式

object VariablePattern{def main(args: Array[String]): Unit = {def patternShow(x:Any)=x match {case 5 => "five"//所有不是值为5的都会匹配变量y//例如"xxx"，则函数的返回结果就是"xxx"case y => y}   println(patternShow("xxx"))}
}

3 构造器模式

//构造器模式必须将类定义为case class
case class Person(name:String,age:Int)
object ConstructorPattern {def main(args: Array[String]): Unit = {val p=new Person("摇摆少年梦",27)def constructorPattern(p:Person)=p match {case Person(name,age) => "Person"case _ => "Other"}}
}

4 序列（Sequence)模式
序列模式指的是像Array、List这样的序列集合进行模式匹配


object SequencePattern {def main(args: Array[String]): Unit = {val p=List("spark","hive","SparkSQL")def sequencePattern(p:List[String])=p match {//只需要匹配第二个元素case List(_,second,_*) => secondcase _ => "Other"}println(sequencePattern(p))}
}

5 元组模式

//匹配某个元组内容
object TuplePattern {def main(args: Array[String]): Unit = {val t=("spark","hive","SparkSQL")def tuplePattern(t:Any)=t match {case (one,_,_) => onecase _ => "Other"}println(tuplePattern(t))}
}

6 类型模式

//匹配传入参数的类型
object TypePattern {def main(args: Array[String]): Unit = {def tuplePattern(t:Any)=t match {case t:String=> "String"case t:Int => "Integer"case t:Double=>"Double"}println(tuplePattern(5.0))}
}

上述代码如果不用模式匹配的话，要实现相同的功能，可以通过下列代码实现：

def tuplePattern2(t:Any)={if(t.isInstanceOf[String]) "String"else if(t.isInstanceOf[Int]) "Int"else if(t.isInstanceOf[Double]) "Double"else if(t.isInstanceOf[Map[_,_]]) "MAP"}

7 变量绑定模式

object VariableBindingPattern {def main(args: Array[String]): Unit = {var t=List(List(1,2,3),List(2,3,4))      def variableBindingPattern(t:Any)= t match {//变量绑定，采用变量名（这里是e)//与@符号，如果后面的模式匹配成功，则将//整体匹配结果作为返回case List(_,e@List(_,_,_)) => ecase _ => Nil}println(variableBindingPattern(t))}
}
//编译执行后的输出结果为  List(2, 3, 4)

2. for控制结构中的模式匹配

object PatternInForLoop {def main(args: Array[String]): Unit = {val m=Map("china"->"beijing","dwarf japan"->"tokyo","Aerican"->"DC Washington")//利用for循环对Map进行模式匹配输出，for((nation,capital)<-m)println(nation+": " +capital)}
}

正则表达式中的模式匹配：

object RegexMatch {def main(args: Array[String]): Unit = {
    val ipRegex="(\\d+)\\.(\\d+)\\.(\\d+)\\.(\\d+)".rfor(ipRegex(one,two,three,four) <- ipRegex.findAllIn("192.168.1.1")){println("IP子段1:"+one)println("IP子段2:"+two)println("IP子段3:"+three)println("IP子段4:"+four)}}
}

3. Option类型模式匹配

在前面的课程内容中，我们曾经提到过Option类型，Option类型有两个子类，分别是Some和None（单例对象），本小节将从模式匹配的角度对Option类进行重新思考。

下面给出的是Option类在Scala语言中的类层次结构：

Option类其实是一个sealed class

//Option类的部分源码
sealed abstract class Option[+A] extends Product with Serializable {self =>/** Returns true if the option is $none, false otherwise.*/def isEmpty: Boolean/** Returns true if the option is an instance of $some, false otherwise.*/def isDefined: Boolean = !isEmpty

下面给出的分别是Some及None的源码：

/** Class `Some[A]` represents existing values of type*  `A`.**  @author  Martin Odersky*  @version 1.0, 16/07/2003*/
final case class Some[+A](x: A) extends Option[A] {def isEmpty = falsedef get = x
}/** This case object represents non-existent values.**  @author  Martin Odersky*  @version 1.0, 16/07/2003*/
case object None extends Option[Nothing] {def isEmpty = truedef get = throw new NoSuchElementException("None.get")
}

下面的代码演示了其如何应用到模式匹配中:

object OptionDemo extends App{val m=Map("hive"->2,"spark"->3,"Spark MLlib"->4)def mapPattern(t:String)=m.get(t) match {case Some(x) => println(x);xcase None => println("None");-1}println(mapPattern("Hive"))
}
//输出结果为：
//None
//-1

前面我们看到：None是一个case object，它同Some一样都extends Option类，只不过Some是case class，对于case class我们已经很熟悉了，那case object它又是怎么样的呢？假设我们定义了以下类：

//下面的类主要用于模拟Option,Some,None三个类或对象之间的关系
sealed abstract class A
case class B(name:String,age:Int) extends A
case object CaseObject extends A{}

上述代码编译后，生成的字节码文件如下：

 D:\ScalaWorkspace\ScalaChapter15\bin\cn\scala\xtwy 的目录2015/08/01  21:26    <DIR>          .
2015/08/01  21:26    <DIR>          ..
2015/08/01  21:26               515 A.class
2015/08/01  21:26             1,809 B$.class
2015/08/01  21:26             4,320 B.class
2015/08/01  21:26             1,722 CaseObject$.class
2015/08/01  21:26             1,490 CaseObject.class

单从编译后生成的类来看，它们之间似乎实现方式都一样，那到底是什么样的呢？

class A的反编译后的代码如下：

D:\ScalaWorkspace\ScalaChapter15\bin\cn\scala\xtwy>javap -private A.class
Compiled from "CaseObject.scala"
public abstract class cn.scala.xtwy.A {public cn.scala.xtwy.A();
}

case class B对应的字节码文件反编译后如下：

D:\ScalaWorkspace\ScalaChapter15\bin\cn\scala\xtwy>javap -private B.class
Compiled from "CaseObject.scala"
public class cn.scala.xtwy.B extends cn.scala.xtwy.A implements scala.Product,sc
ala.Serializable {private final java.lang.String name;private final int age;public static scala.Function1<scala.Tuple2<java.lang.String, java.lang.Object>
, cn.scala.xtwy.B> tupled();public static scala.Function1<java.lang.String, scala.Function1<java.lang.Obje
ct, cn.scala.xtwy.B>> curried();public java.lang.String name();public int age();public cn.scala.xtwy.B copy(java.lang.String, int);public java.lang.String copy$default$1();public int copy$default$2();public java.lang.String productPrefix();public int productArity();public java.lang.Object productElement(int);public scala.collection.Iterator<java.lang.Object> productIterator();public boolean canEqual(java.lang.Object);public int hashCode();public java.lang.String toString();public boolean equals(java.lang.Object);public cn.scala.xtwy.B(java.lang.String, int);
}//自动生成的伴生对像类
public final class cn.scala.xtwy.B$ extends scala.runtime.AbstractFunction2<java
.lang.String, java.lang.Object, cn.scala.xtwy.B> implements scala.Serializable {public static final cn.scala.xtwy.B$ MODULE$;public static {};public final java.lang.String toString();public cn.scala.xtwy.B apply(java.lang.String, int);public scala.Option<scala.Tuple2<java.lang.String, java.lang.Object>> unapply(
cn.scala.xtwy.B);private java.lang.Object readResolve();public java.lang.Object apply(java.lang.Object, java.lang.Object);private cn.scala.xtwy.B$();
}

case object CaseObject对应的反编译后的内容：

D:\ScalaWorkspace\ScalaChapter15\bin\cn\scala\xtwy>javap -private CaseObject.cla
ss
Compiled from "CaseObject.scala"
public final class cn.scala.xtwy.CaseObject {public static java.lang.String toString();public static int hashCode();public static boolean canEqual(java.lang.Object);public static scala.collection.Iterator<java.lang.Object> productIterator();public static java.lang.Object productElement(int);public static int productArity();public static java.lang.String productPrefix();
}D:\ScalaWorkspace\ScalaChapter15\bin\cn\scala\xtwy>javap -private CaseObject$.cl
ass
Compiled from "CaseObject.scala"
public final class cn.scala.xtwy.CaseObject$ extends cn.scala.xtwy.A implements
scala.Product,scala.Serializable {public static final cn.scala.xtwy.CaseObject$ MODULE$;public static {};public java.lang.String productPrefix();public int productArity();public java.lang.Object productElement(int);public scala.collection.Iterator<java.lang.Object> productIterator();public boolean canEqual(java.lang.Object);public int hashCode();public java.lang.String toString();private java.lang.Object readResolve();private cn.scala.xtwy.CaseObject$();
}

对比上述代码不难看出，case object与case class所不同的是，case object对应反编译后的CaseObject$.class中不存在apply、unapply方法，这是因为None不需要创建对象及进行内容提取，从这个角度讲，它被定义为case object是十分合理的。