Swift 模式和模式匹配

• 模式

1. 模式代表单个值或者复合值的结构
2. 模式代表一种值的结构，而不是特定的某个值，你可以利用模式来匹配各种各样的值。处理利用模式匹配一个值以外，你可以从复合值中提取出一部分或全部值，然后分别吧各个部分的值和一个常量或变量绑定起来

• 模式分类

1. Swift 中的模式分为两类，一种能成功匹配任何类型的值，另一种在运行时匹配某个特定值时可能会失败
2. 第一种模式用于解构简单变量、常量和可选绑定中的值，此类模式包括通配符模式、标识符模式， 以及包含前两种模式的值绑定模式和元组模式，你可以为此类模式指定一个类型标注，从而限制他们只能匹配某种特定类型的值
3. 第二种模式用于全模式匹配，这种情况下你试图匹配的值，在运行时可能不存在，此类模式包括枚举用例模式、可选模式、表达式模式和类型转换模式。你在 switch 语句的 case 标签中，do 语句的 catch 子句中，或者 if、while、guard和for-in 语句的case条件语句中使用这种模式

• 模式分类

1. 通配符模式 (Wildcard Pattern) 通配符模式由一个下划线(_)构成，用于匹配并忽略任何值，当你想忽略被匹配的值时，可以使用该模式

for _ in 1...3 {
    
}

2. 标识符模式 (Identifier Pattern) 标识符模式匹配任意值，并将匹配的值和一个变量或者常量绑定起来

let someValue = 42

3. 值绑定模式 (Value-Binding Pattern) 值绑定模式把匹配到的值绑定给一个常量或变量。把匹配到的值绑定给常量时，用关键字let，绑定给变量时，用关键字var

let point = (3, 2)
switch point {
//将point 中的元素绑定到 x 和 y
case let (x, y):
    print("The point is at (\(x), \(y))")
}

4. 元组模式 (Tuple Pattern)

• - 元组模式是由逗号分隔，具有另个或多个模式的列表，并由一堆圆括号括起来，元组模式匹配相应元组类型的值
• - 你可以使用类型标注，去限制一个元组模式能匹配哪种元组类型
• - 当元组模式被用于 for-in 语句或者变量和常量声明中，它仅可以包括通配符模式、标识符模式、可选模式或者其他包含这些模式的元组模式

let points = [(3, 0), (1, 0), (0, 0), (9, 1)]
for (x, y) in points where y == 0 {
    print("\(x) and \(y)")
}

5. 枚举用例模式 (Enumeration Case Pattern) 枚举用例模式匹配现有的每个枚举类型的某个用例，枚举用例模式出现在 switch 语句中的 case 标签中，以及 if、while、guard 和 for-in 语句的 case 条件中
6. 可选模式 (Optional Pattern)

• 可选项模式匹配 Optional枚举在 some(Wrapped) 中包装的值
• 可选项目模式为 for-in 语句提供了一种迭代数组的简便方式，职位数组中非 nil 的元素执行循环体

let someOptional: Int? = 42
//使用枚举事例模式匹配
if case .some(let x) = someOptional {
    print(x)
}
//使用可选模式匹配
if case let x? = someOptional {
    print(x)
}

let arrayOfOptionalInts: [Int?] = [nil, 2, 3, nil, 5]
//仅匹配非 nil 值。
for case let number? in arrayOfOptionalInts {
    print("Found a \(number)")
}

7. 类型转换模式 (Type-Casting Pattern) 类型转换模式由两种：is 模式和 as 模式，is模式只出现在 switch 语句中的 case 标签中

• is 模式仅当一个值的类型在运行时和 is 模式右边的指定类型一致，或者是其子类的情况下，才会匹配到这个值。is 模式和 is 运算符有相似表现，他们都进行类型转换，但是 is 模式没有返回值。
• as 模式仅当一个值的类型在运行时和 as 模式右边的指定类型一致，或者是其子类的情况下，才会匹配这个值， 如果匹配成功，被匹配的值的类型被转换成 as 模式右边指定的类型

protocol Animal {
    var name: String { get }
}

struct Dog: Animal {
    var name: String {
        return "dog"
    }
    var runSpeed: Int
}

struct Bird: Animal {
    var name: String {
        return "bird"
    }
    var flightHeight: Int
}

struct Fish: Animal {
    var name: String {
        return "fish"
    }
    var depth: Int
}

let animals: [Any] = [Dog(runSpeed: 55), Bird(flightHeight: 2000), Fish(depth: 100)]
for animal in animals {
    switch animal {
    case let dog as Dog:
        print("\(dog.name) can run \(dog.runSpeed)")
    case let fish as Fish:
        print("\(fish.name) can dive depth \(fish.depth)")
    case is Bird:
        print("bird can fly")
    default:
        print("unknown animal!")
    }
}

8. 表达式模式 (Expression Pattern)

• 表达式模式代表表达式的值，表达式模式只出现在 switch 语句中的 case 标签中。
• 表达式模式代表的表达式会使用 swift 标准库中的 ~= 运算符，与束缚表达式的值进行比较，如果 ~= 运算符返回 true ，则匹配成功，模式情况下， ~= 运算符使用 == 运算符来比较两个相同类型的值，她也可以将一个整形数值与一个 Range 实例中的一段整数区间做匹配

let point = (1, 2)
switch point {
case (0, 0):
    print("(0, 0) is at the origin.")
case (-2...2, -2...2):
    print("(\(point.0), \(point.1)) is near the origin")
default:
    print("The point is at (\(point.0), \(point.1))")
}

• 可以重载 ~= 运算符来提供自定义的表达式匹配行为

func ~= (pattern: String, value: Int) -> Bool {
    return pattern == "\(value)"
}
let point = (1, 2)
switch point {
case ("0", "0"):
    print("(0, 0) is at the origin.")
default:
    print("The point is at (\(point.0), \(point.1))")
}

• 自定义类型默认也是无法进行表达式模式匹配的，也需要重载 ~= 运算符

struct Emplyee {
    var salary: Float
}
let e = Emplyee(salary: 9999)
func ~= (lhs: Range, rhs: Emplyee) -> Bool {
    return lhs.contains(rhs.salary)
}
switch e {
case 0.0..<1000:
    print("艰难生存")
case 1000..<10000:
    print("小康生活")
case 10000..<100000:
    print("很滋润的活着")
default:
    break
}