模式匹配第二弹：元组，range 和类型

作者：Olivier Halligon，原文链接，原文日期：2015-03-30
译者：小锅；校对：saitjr；定稿：shanks

在上一篇文章中，我们已经看过了使用 switch 来对枚举进行基本的模式匹配。那如果对除枚举外的其它类型使用 switch 来进行模式匹配会怎样呢？

对元组进行模式匹配

在 Swift 当中，switch 并不像 ObjC 一样只能对整型或枚举进行匹配。

事实上，我们可以使用 switch 对很多类型进行匹配，包括（但不仅限于）元组。

这意味着我们只要将多个数据组合在一个元组中，就可以一次性匹配多个数据。比如说，如果你有一个 CGPoint，并且你想确定这个点是否位于某个坐标轴上，则可以使用 switch 来匹配它的 .x 和 .y 属性！

let point = CGPoint(x: 7, y: 0)
switch (point.x, point.y) {
  case (0,0): print("On the origin!")
  case (0,_): print("x=0: on Y-axis!")
  case (_,0): print("y=0: on X-axis!")
  case (let x, let y) where x == y: print("On y=x")
  default: print("Quite a random point here.")
}

注意我们在上一篇文章中使用过的 _ 通配符，以及第四个 case 使用到的 (let x, let y) 可以对变量进行绑定，然后使用 where 来检查它们是否相等。

Case 是按顺序判断的

还有一点要注意的是，switch 是按 case 模式被指定的顺序来判断求值的，并且它会在匹配到第一个满足的 case 后跳出。与 C 和 Objective-C 不同，我们不需要使用 break 关键字¹。

这意味着在上面的代码中，如果坐标是 (0, 0)，则它会匹配第一个 case 打印出 "On the origin!"，并就此打住，就算 (0, _) 和 (_, 0) 也符合匹配的条件，它也不会再去进行匹配。因为它已经在第一个匹配之后跳出了。

字符串与字符

为什么要止步于元组呢？在 Swift 当中，我们也可以使用 switch 来对很多原生类型进行匹配，包括字符串和字符，比如：

let car: Character = "J"
switch car {
  case "A", "E", "I", "O", "U", "Y": print("Vowel")
  default: print("Consonant")
}

可以注意到，我们可以使用按逗号分隔的多个模式来进行匹配，使符合这些模式的匹配（这里是匹配所有的元音字母）都执行同一段代码。这可以避免我们写很多重复的代码。

Range

Range 在模式匹配中也很有用。提醒一下，Range 是一个泛型类型，它包含了 T 类型的 start 和 end 成员，同时 T 必须是一个 ForwardIndexType。这包括 Int 和 Character 在内的许多类型。

我们可以使用 Range(start: 1900, end: 2000) 来显式地声明一个 range，也可以使用语法糖操作符 ..<（不包含最后一个数 end）或 ...（包含最后一个数 end），所以我们也可以将上面的 range 写为 1900..<2000（更方便也更易读）

那么我们如何在 switch 当中使用它们呢？其实相当简单，在 case 模式中使用 range 来判断值是否落于这个范围内！

let count = 7
switch count {
  case Int.min..<0: print("Negative count, really?")
  case 0: print("Nothing")
  case 1: print("One")
  case 2..<5: print("A few")
  case 5..<10: print("Some")
  default: print("Many")
}

可以看到我们在 case 当中混用了 Int 整型值与 Range 的值。这样的使用并没有任何问题，只要我们保证覆盖了所有可能的情况。

虽说 Int 是最常用的 range 类型，我们也可以使用其它的 ForwardIndexType 类型，包括... Character！还记得上面写的代码么？它有一点问题，那就是对于标点符号以及其它不是 A-Z 的字符，它也会打印出 "Consonant"。让我们来解决这个问题²（同时也增加了小写字母）：

func charType(car: Character) -> String {
  switch car {
    case "A", "E", "I", "O", "U", "Y", "a", "e", "i", "o", "u", "y":
      return "Vowel"
    case "A"..."Z", "a"..."z":
      return "Consonant"
    default:
      return "Other"
  }
}
print("Jules Verne".characters.map(charType))
// ["Consonant", "Vowel", "Consonant", "Vowel", "Consonant", "Other", "Consonant", "Vowel", "Consonant", "Consonant", "Vowel"]

类型

至此一切顺利，但我们能不能更进一步呢？答案是当然没问题：让我们把模式匹配用在... 类型上！

在这里，我们定义了三个结构体，并遵守相同的协议：

protocol Medium {
  var title: String { get }
}
struct Book: Medium {
  let title: String
  let author: String
  let year: Int
}
struct Movie: Medium {
  let title: String
  let director: String
  let year: Int
}
struct WebSite: Medium {
  let url: NSURL
  let title: String
}

// And an array of Media to switch onto
let media: [Medium] = [
  Book(title: "20,000 leagues under the sea", author: "Jules Vernes", year: 1870),
  Movie(title: "20,000 leagues under the sea", director: "Richard Fleischer", year: 1955)
]

然后我们要如何对 Medium 使用 switch 的模式匹配，让它对 Book 和 Movie 做不同的事呢？简单，在模式匹配中使用 as 和 is！

for medium in media {
  // The title part of the protocol, so no need for a switch there
  print(medium.title)
  // But for the other properties, it depends on the type
  switch medium {
  case let b as Book:
    print("Book published in \(b.year)")
  case let m as Movie:
    print("Movie released in \(m.year)")
  case is WebSite:
    print("A WebSite with no date")
  default:
    print("No year info for \(medium)")
  }
}

注意到对 Book 和 Movie 使用的 as，我们需要确定它们是不是特定的类型，如果是，则将它们转换后的类型赋值给一个常量（let b 或 let m)，因为我们之后要使用到这个常量³。

而另一方面，对 WebSite 我们只使用了 is，因为我们只需要检查 medium 是不是一个 Website 类型，如果是，我们并没有对它进行转换与存储在常量中（我们不需要在 print 语句中使用到它）。这与使用 case let _as Website 有点类似，因为我们只关心它是不是 Website 类型，而不需要它的对象的值。

注意：如果必须在 swtich 匹配中使用到 as 和 is，这里有可能存在代码异味，比如，在上面这个特定的例子中，在 protocol Medium 当中添加一个 releaseInfo: String { get } 属性就比使用 switch 来对不同的类型进行匹配要好。

下一步

在接下来的部分，我们会学习如何创建可以直接使用于模式匹配的自定义类型，探索更多的语法糖，并看到如何在 switch 语句之外使用模式匹配，以及更加复杂的匹配表达式... 迫不及待了吧！

1. 可以使用 fallthrough 关键字来让求值判断流向下一个 case。但是在实践上要使用到这个关键字的场景很少，并不经常会碰到。
2. 当然，这种字符串的分析方法并不是最好的，也不是值得推荐的 —— 因为 Unicode 字符以及本地化都比这复杂得多。所以类似这样的功能我们更应该使用 NSCharacterSet，考虑当前的 NSLocale 把哪些字母定义为元音（“y” 是元音吗？还有 “õ” or “ø” 呢？），等等。不要把这个例子看得太认真，我只是用它来展示 switch + Range 的强大而已。
3. 尽管与 if let b = medium as? Book 表达式很相似 —— 当 medium 可以被转换为特定类型的时候，它们都将其绑定到一个变量上 —— 但是在模式匹配中我们要使用 as 而非 as?。尽管它们的机制很相似，但是它们的语义是不同的（“尝试进行类型转换，如果失败就返回 nil” vs “判断这个模式是不是匹配这种类型”）。

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