Scala学习笔记（四） ——模式匹配、偏函数、运算符、异常、隐式类、scala高级类型、scala正则表达式

Scala拓展

一、Scala模式匹配

1、match表达式

• 类似Java switch语句
  • 能处理任何类型
  • 不需要break
  • 能够生成值

//基本模式匹配
def matchTest(x: Int): String = x match {
  case 1 => "one"
  case 2 => "two"
  case _ => "many"
}
matchTest(3)  // many
matchTest(1)  // one

//模式守卫（在模式后面加上if 条件）
def matchTest2(x: Int): String = x match {
  case i if i==1 => "one"
  case i if i>2 => "大于2"
  case _ => "many"
}
matchTest2(3)  // 大于2
matchTest2(1)  // one
//仅匹配类型
def matchTest3(x: Any): String = x match {
  case x:Int => "Int"
  case x:String => "String"
  case _ => "Any"
}
matchTest3(3.0)  // Any
matchTest3(1)     // Int

2、样例类的模式匹配

• 模式匹配
  • 检查某个值（value）是否匹配某一个模式的机制，一个成功的匹配同时会将匹配值解构为其组成部分

//样例类的模式匹配
def matchTest4(x: Student)= x match {
  case Student(name,19) => println(name)
  case Student("Tom",age) => println(age)
  case Student(name,age) => println(name,age)
  case _ => println("no matches")
}
matchTest4(Student("Jason",19))
matchTest4(Student("Tom",20))
matchTest4(Student("Jimmy",20))

3、非样例类的模式匹配

• 单例对象中指定unapply()方法时，称为提取器对象（Extractor Objects）
• unapply()方法接受一个实例对象，返回最初创建它所用的参数

object MatchDemo extends App {
  def matchTest05(x:Student)=x match {
    case Student(name,age) if age <20 => println("young")
    case Student(name,age) if age >30 => println("old")
    case _=>println("else")
  }
  matchTest05(Student("zhangsan",18))
  matchTest05(Student("lisi",25))
  matchTest05(Student("wangwu",35))
}


//定义一个普通类
class Student(n:String,a:Int) {
  //定义一下成员变量
  var name=n
  var age=a
}

object Student{
  def apply(n: String, a: Int): Student = new Student(n, a)

  def unapply(arg: Student): Option[(String, Int)] = {
    //实现提取器的逻辑代码
    if (arg==null) None else Some(arg.name,arg.age)
  }
}

//输出结果
young
else
old

4、偏函数

• 偏函数是只对函数定义域的一个子集进行定义的函数
• PartialFunction[-A,+B]是一个特质
  • A为函数定义域，B为偏函数返回值类型
  • apply()
  • isDefinedAt()

//自定义偏函数
val inc = new PartialFunction[Any, Int] {
    def apply(any: Any) = any.asInstanceOf[Int]+1
    def isDefinedAt(any: Any) = 
                                  if (any.isInstanceOf[Int]) true else false
}
List(1,2,3,"four").collect(inc)

• case语句

val pf:PartialFunction[Any, Int]={case x:Int=>x+1} //返回一个偏函数
List(1,2,3,"four").collect(pf)  //输出List(2,3,4)

5、scala注解方法

• Scala标准库注解包——scala.annotation
• 注解语法

@注解名称(注解参数...)

• 常用注解
  @throws、@deprecated、@unchecked、@SerialVersionUID……
• 可使用注解的地方
  • 类、方法、方法参数、字段、局部变量

object DeprecationDemo extends App{
  @deprecated("deprecation message", "release # which deprecates method")
  def hello = "hola"
  @throws(classOf[Exception])
  def test(){}  
}

6、运算符

• 在Scala中，运算符即是方法。任何具有单个参数的方法都可以用作中缀运算符

10.+(1)——>10+1

• 定义和使用运算符
  • 算数运算符
  • 关系运算符
  • 逻辑运算符
  • 赋值运算符
  • 位运算符

case class Vec(val x: Double, val y: Double) {
  def +(that: Vec) = new Vec(this.x + that.x, this.y + that.y)
  def add(that: Vec) = new Vec(this.x + that.x, this.y + that.y)
}
val vector1 = Vec(1.0, 1.0)
val vector2 = Vec(2.0, 2.0)
val vector3 = vector1 + vector2  // 或者 vector1 add vector2
vector3.x  // 3.0
vector3.y  // 3.0

二、scala正则表达式

1、matches方法

• Scala支持多种正则表达式解析方式
  • String.matches()方法
  • 正则表达式模式匹配
  • scala.util.matching.Regex API

//String.matches
"!123".matches("[a-zA-Z0-9]{4}")  //false
"34Az".matches("[a-zA-Z0-9]{4}")  //true

//模式匹配，Regex实现了提取器
val ZipcodePattern = "([a-zA-Z][0-9][a-zA-Z] [0-9][a-zA-Z][0-9])".r
    //使用“.r”方法可使任意字符串变成一个Regex实例
"L3R 6M2" match {
    case ZipcodePattern(zc) => println("Valid zip-code: " + zc )  //zc为第1个分组结果，可以匹配多个分组
    case zc => println("Invalid zip-code: " + zc )
} 

2、scala.util.matching.Regex

• findFirstMatchIn() 返回第一个匹配（Option[Match]）
• findAllMatchIn() 返回所有匹配结果（Regex.Match）
• findAllIn() 返回所有匹配结果（String）

import scala.util.matching.Regex
val numberPattern: Regex = "[0-9]".r
numberPattern.findFirstMatchIn("awesomepassword") match {
  case Some(_) => println("Password OK")  //匹配成功
  case None => println("Password must contain a number")   //未匹配
}

3、捕获分组

识别“name:Jason,age:19,……”中的键值对

import scala.util.matching.Regex

val studentPattern:Regex="([0-9a-zA-Z-#() ]+):([0-9a-zA-Z-#() ]+)".r
val input="name:Jason,age:19,weight:100"

for(patternMatch<-studentPattern.findAllMatchIn(input)){
    println(s"key: ${patternMatch.group(1)} value: ${patternMatch.group(2)}")
}

4、字符串替换

//search
val nums = "[0-9]+".r.findAllIn("123 Main Street Suite 2012")
nums.next   // -> 123
nums.next  // -> 2012

//replace
"[0-9]+".r.replaceFirstIn("234 Main Street Suite 2034", "567") //234->567   
"[0-9]+".r.replaceAllIn("234 Main Street Suite 2034", "567") //234、2034->567  

5、在字符串中查找模式

val date = """(\d\d\d\d)-(\d\d)-(\d\d)""".r
"2014-05-23" match {
    case date(year, month, day) => println(year,month,day)
}
"2014-05-23" match {
    case date(year, _*) => println("The year of the date is " + year) 
} 
"2014-05-23" match {
    case date(_*) => println("It is a date")
}

6、实例测试

• 现有如下日志信息，请使用Scala正则表达式解析如下信息
  • 日志级别
  • 日期
  • 请求URI

"INFO 2016-07-25 requestURL:awewaeqweqwe", "INFO 2016-07-25 requestURL:waewqeqwe", "INFO 2016-07-25 requestURL:qweqweqweqwfasdf"

import scala.io.Source
    val filePath="D:\\study files\\Scala\\test\\1.txt"
    val file: BufferedSource = Source.fromFile(filePath)
    val regex = """(\w{4}) (\d{4}-\d{2}-\d{2}) [^:]*:(.*)""".r
    for (s<- file.getLines()){
    s match {
      case regex(level,date,uri)=>println(s"日志级别：$level，日期：$date,uri:$uri")
      case _=>println("无匹配")
    }
  }

三、隐式类

1、隐式转换

• 隐式参数、隐式函数
  • 隐式转换函数是以implicit关键字声明的带有单个参数的函数
  • 这种函数将会自动应用，将值从一种类型转换到另一种类型
• 隐式类：用implicit关键字修饰的类，其主构造器可用于隐式转换
  • 只能在类、Trait、对象（单例对象、包对象）内部定义
  • 构造器只能携带一个非隐式参数
  • 隐式类不能是case class
  • 在同一作用域内，不能有任何方法、成员或对象与隐式类同名

object ImplictDemo {
  //定义一个隐式类
  implicit class Stringinprove(val s:String){
    def increment=s.map(x=>(x+1).toChar)
  }

}
object TestDemo11{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    import ImplictDemo._
    println("test".increment)
  }
}

//输出结果
uftu

2、隐式类应用

• 为String对象增加新的方法

object Stringutils {
  implicit class StringImprovement(val s:String){//隐式类
  def increment=s.map(x=>(x +1).toChar)
  }
}
object Main extends App{
  import Stringutils._
  println("mobin".increment)	//输出：npcjo
}

四、异常

1、抛出异常

throw new 异常类型

2、捕获异常

try{
  //todo
}catch{
  case ex:异常类型=>{ //todo }
  ……
}finally{
  //todo
}
try {
      val f=new File("input.txt")
      if(!f.canWrite)
        throw new Exception("file can't write")
      val file=Source.fromFile(f);
      for(line<-file.getLines()) println(line)
} catch {
      case ex: FileNotFoundException => {
        println("Missing file exception")
      }
      case ex: IOException => {
        println("IO Exception")
      }
      case ex: Exception => {
        println(ex.getMessage)
      }
} finally {
      println("Exiting finally...")
}

3、使用Either处理异常

• Either[A, B] 表示要么包含一个类型为A的实例，要么包括一个类型为B的实例
• Either只有两个子类型：Left、Right，如果Either[A, B]对象包含的是A的实例，则它是Left实例，否则是Right实例
• Either用于异常处理时，一般约定：Left 代表出错的情况，Right 代表成功的情况

def divide(x:Int): Either[String,Int] ={
  if(x==0)
    Left("除数不能为0")
  else
    Right(100/x)
}
def test(x:Int)=divide(x) match {
    case Left(errMsg)=>println(errMsg)
    case Right(result)=>println(result)
}
test(0)
test(1)

4、allCatch

scala.util.control.Exception.allCatch.opt("42".toInt)      // Some(42)
scala.util.control.Exception.allCatch.opt("42a".toInt)    // None

scala.util.control.Exception.allCatch.toTry("42".toInt)  // 42
scala.util.control.Exception.allCatch.toTry("42a".toInt)  // Failure (e)

scala.util.control.Exception.allCatch.withTry("42".toInt)  // Success(42)
scala.util.control.Exception.allCatch.withTry("42a".toInt)  // Failure (e)

scala.util.control.Exception.allCatch.either("42".toInt)  // Right(42)
scala.util.control.Exception.allCatch.either("42a".toInt)  // Left(e)

5、failAsValue

• 发生异常时使用缺省值

scala.util.control.Exception.failAsValue(classOf[Exception])(-9999)("42a".toInt)

五、scala高级类型

1、结构类型

• 指一组关于抽象方法、字段和类型的规格说明

//定义结构类型
{
    def sayHello(name:String):Unit
}
//结构类型作为函数参数
def f(a:{def sayHello():Unit}){a.sayHello}
//函数调用
f(new {def sayHello():Unit={println("hello")}})

2、复合类型

• 复合类型可以由多个对象类型构成，主要用于缩短已有对象成员的签名
  • 格式为：A with B with C … { refinement }

trait X1 
trait X2
//定义复合类型参数x
def test(x: X1 with X2) = {println("ok")}
//函数调用，实参为匿名对象
test(new X1 with X2)
object A extends X1 with X2
//实参为单例对象
test(A)

六、Scala集成java API

• 需求
  • 在Scala中使用Java API计算今天、昨天……等日期
• 分析
  • java.text.SimpleDateFormat
  • java.util.Calendar
  • java.util.Date

object JavaApiDemo extends App {

  //定义一个日期格式
  val dateFmt="yyyy-MM-dd"
  def today():String={
    val sdf = new SimpleDateFormat(dateFmt)
    val date = new Date
    sdf.format(date)
  }
  println(today())
  val calendar:Calendar = Calendar.getInstance()
  val sdf = new SimpleDateFormat(dateFmt)
  calendar.roll(Calendar.WEEK_OF_MONTH,1)
  private val str:String = sdf.format(calendar.getTime())
  println(str)
}