2021年大数据常用语言Scala（三十三）：scala高级用法 模式匹配

目录

模式匹配

简单匹配

守卫

匹配类型

匹配集合

变量声明中的模式匹配

匹配样例类 - 常用

Option类型 - 重点掌握经常用

偏函数 - 理解

正则表达式 - 了解

---

模式匹配

scala中有一个非常强大的模式匹配机制，可以应用在很多场景：

• switch语句
• 类型查询
• 以及快速获取数据

 

简单匹配

在Java中，有switch关键字，可以简化if条件判断语句。在scala中，可以使用match表达式替代。

语法结构：

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
}

示例1：

println("请输出一个词：")
// StdIn.readLine表示从控制台读取一行文本
val name = StdIn.readLine()

val result = name match {
    case "hadoop" => s"$name：大数据分布式存储和计算框架"
    case "zookeeper" => s"$name：大数据分布式协调服务框架"
    case "spark" => s"$name：大数据分布式内存计算框架..."
    case _ => s"未匹配到$name"
}

println(result)

match表达式是有返回值的，可以将match表达式对其他的变量进行赋值

 

守卫

在Java中，只能简单地添加多个case标签，例如：要匹配0-7，就需要写出来8个case语句。例如：

int a = 0;
switch(a) {
    case 0: a += 1;
    case 1: a += 1;
    case 2: a += 1;
    case 3: a += 1;
    case 4: a += 2;
    case 5: a += 2;
    case 6: a += 2;
    case 7: a += 2;
    default: a = 0;
}

在scala中，可以使用守卫来简化上述代码——也就是在case语句中添加if条件判断。

 

示例：

println("请输入一个数字:")
var a = StdIn.readInt()

a match {
    case a1 if a >= 0 && a <= 3 => a += 1
    case a2 if a > 3 && a < 8 => a += 2
    case _ => a = 0
}

println(a)

 

匹配类型

match表达式还可以进行类型匹配。

语法格式如下：

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

 

示例：

    // stripMargin表示删除前面的竖线，这样看起来会显得比较整齐
    val prompt =
      """
        |0：字符串类型
        |1：整形
        |2：浮点型
        |3：Person对象类型
        |
        |请选择:
      """.stripMargin
    
    println(prompt)

    val select = StdIn.readInt()

    val selectedValue = select match {
      case 0 => "hello"
      case 1 => 1
      case 2 => 2.0
      case _ => new Person("张三")
    }


    selectedValue match {
      case x: Int => println("Int " + x)
      case y: Double => println("Double " + y)
      case z: String => println("String " + z)
      case _ => throw new Exception("not match exception")
    }

 

匹配集合

 

匹配数组

示例：

val arr = Array(1, 3, 5)
arr match {
    case Array(1, x, y) => println(x + " " + y)
    case Array(0) => println("only 0")
    case Array(0, _*) => println("0 ...")
    case _ => println("something else")
}

_:表示内容任意

*：表示数量任意

匹配列表

示例：

val lst = List(3, -1)
lst match {
    case 0 :: Nil => println("only 0")
    case x :: y :: Nil => println(s"x: $x y: $y")
    case 0 :: tail => println("0 ...")
    case _ => println("something else")
}

 

匹配元组

示例：

val tup = (1, 3, 7)
tup match {
    case (1, x, y) => println(s"1, $x , $y")
    case (_, z, 5) => println(z)
    case  _ => println("else")
}

 

变量声明中的模式匹配

在定义变量的时候，可以使用模式匹配快速获取数据。

示例：获取数组中的元素

val arr = Range(0, 10).toArray

arr.foreach(println(_))

// 使用模式匹配，获取第二个、第三个、第四个元素的值
val Array(_, x, y, z, _*) = arr

println(s"x=$x, y=$y, z=$z, ")

 

示例：获取List中的数据

val list = Range(0, 10).toList

// 匹配列表的第一个、第二个元素的值
val x::y::tail = list

println(s"x=$x, y=$y")

 

匹配样例类 - 常用

scala可以使用模式匹配来匹配样例类，从而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，还会用到。

示例：

// 定义样例类
case class SubmitTask(id: String, name: String)
case class HeartBeat(time: Long)
case object CheckTimeOutTask

val msg1 = SubmitTask("001", "task-001")
val msg2 = HeartBeat(1000)
val msg3 = CheckTimeOutTask

val list = List(msg1, msg2, msg3)

list(2) match {
    case SubmitTask(id, name) => println(s"id=$id, name=$name")
    case HeartBeat(time) => println(s"time=$time")
    case CheckTimeOutTask => println("检查超时")
}

 

示例：可以使用@符号分隔case语句，用来获取用于匹配的整个示例对象

list(0) match {
    // obj表示获取用于匹配的样例对象，而id,name表示获取样例中的元素
    case  obj @ SubmitTask(id, name) => println(s"id=$id, name=$name");println(s"样例类:$obj")
    case HeartBeat(time) => println(s"time=$time")
    case CheckTimeOutTask => println("检查超时")
}

 

 

Option类型 - 重点掌握经常用

scala中，Option类型来表示可选值。这种类型的数据有两种形式：

• Some(x)：表示实际的值

 

• None：表示没有值

 

使用Option类型，可以用来有效避免空引用(null)异常。也就是说，将来我们返回某些数据时，可以返回一个Option类型来替代。

 

示例：  

/**
    * 定义除法操作
    * @param a 参数1
    * @param b 参数2
    * @return Option包装Double类型
    */
  def dvi(a:Double, b:Double):Option[Double] = {
    if(b != 0) {
      Some(a / b)
    }
    else {
      None
    }
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val result1 = dvi(1.0, 5)

    result1 match {
      case Some(x) => println(x)
      case None => println("除零异常")
    }
  }

 

getOrElse方法

使用getOrElse方法，当Option对应的实例是None时，可以指定一个默认值，从而避免空指针异常

 

示例：

val result1 = dvi(1.0, 1)

println(result1.getOrElse("除零错误"))

 

scala鼓励使用Option类型来封装数据，可以有效减少，在代码中判断某个值是否为null

可以使用getOrElse方法来针对None返回一个默认值

 

偏函数 - 理解

被包在花括号内没有match的一组case语句是一个偏函数，它是PartialFunction[A, B]的一个实例，A代表输入参数类型，B代表返回结果类型。可以理解为：偏函数是一个参数和一个返回值的函数。

 

示例：

// func1是一个输入参数为Int类型，返回值为String类型的偏函数
val func1: PartialFunction[Int, String] = {
    case 1 => "一"
    case 2 => "二"
    case 3 => "三"
    case _ => "其他"
}

println(func1(2))

 

示例：获取List中能够整除2的数字

val list = List(1,2,3,4,5,6,7)

val list2 = list.filter{
    case x if x % 2 == 0 => true
    case _ => false
}
println(list2)

 

正则表达式 - 了解

在scala中，可以很方便地使用正则表达式来匹配数据。

scala中提供了Regex类来定义正则表达式，要构造一个RegEx对象，直接使用String类的r方法即可。

建议使用三个双引号来表示正则表达式，不然就得对正则中的反斜杠来进行转义。

# 在字符串的后面，用.r 就可以将字符串标记为正则表达式体
val regEx = """正则表达式""".r

 

示例：检测是否匹配正则表达式

val emailRE = """.+@(.+)\..+""".r

val emailList = List("[email protected]", "[email protected]", "[email protected]", "123afadff.com")

// 检查邮箱是否匹配正则
val size = emailRE.findAllMatchIn(emailList(0)).size
// 如果匹配size为1，否则size为0
println(size)

 

示例：找出列表中的所有不合法的邮箱

// 找出列表中不合法的邮箱格式
println("不合法的邮箱为：")
emailList.filter{
    eml => emailRE.findAllIn(eml).size < 1
}.foreach {
    println(_)
}

println("------")

 

示例：使用正则表达式进行模式匹配，获取正则中匹配的分组

// 找到所有邮箱运营公司
println("邮箱的运营公司为")
emailList.foreach {
    case email @ emailRE(company) => println(s"$email => ${company}")
    case _ => println("未知")
}