Ruby中模式匹配的使用方法介绍

DebugUsery
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什么是模式匹配？

如果你是这个功能的新手，欢迎来到典型的 "模式匹配之旅"；首先，你不知道它是什么，然后，你不理解它，最后，你不知道没有它你怎么能工作。

模式匹配功能包括检查给定预期结果或模式的数据。有些人倾向于将模式匹配与Regex（正则表达式）相混淆，因为这种搜索工具允许我们找到并替换可搜索的字符串模式。模式匹配远不止于此，我们可以说它是Regex的进化，因为它使我们不仅可以处理字符串模式，还可以处理数组、哈希和任何其他对象。

使用模式匹配简化了代码，因为它的语法是直观的和声明性的。正如你将看到的，我们写的是预期的结果，而不是必须分解组件和创建复杂的结构，使用循环和条件，如if ... elsif ... else 。

Ruby的语法

Ruby中的模式匹配语法与条件性案例语句非常相似，但我们没有使用case when ，而是使用case in ，如下图所示。

case <variable or expression>
 in <pattern1>
   ...
 in <pattern2>
   ...
 else
   ...
end

该语法允许对一个或多个模式进行匹配，包括变量和表达式。注意，在每个模式之后，我们可以添加一个if或except语句来创建一个防护。

case <variable or expression>
  in <pattern2> if <expression>
    ...
  else
    ...
end

现在我们已经看到了模式匹配的基本语法，我们将能够理解它是如何工作的，以及将帮助我们充分利用这一功能的附加组件。

模式匹配在Ruby中是如何工作的？

让我们从一个简单的例子开始，熟悉一下匹配功能。

a = ["Paul", 27]
case a
  in [String, Integer]
    p "match"
  else
    p "not match"
end
#=> match

在这个例子中，我们要验证给定的表达式["Paul", 27] 是否符合在数组的第一个位置有一个字符串元素，在第二个位置有一个整数的模式。同样的逻辑也可以应用于哈希值，如下图所示。

case {name: "Paul", age: 27}
  in {name: "Paul"}
    p "Hi #{:name}!"
  else
    p "not match"
end
#=> Hi Paul!

在哈希中应用模式匹配允许我们检查哈希的子集，比如在这个例子中，只有名字在模式中被验证。虽然在匹配数组时，整个数组确实被考虑在内，但有一个简单的变通方法，即通过使用* 告诉Ruby我们不需要考虑某些元素。

a = ["no", "no", "YES", "no"]
case a
  in [*, "YES", *]
    p "match"
  else
    p "not match"
end
#=> match

当然，模式匹配也允许匹配更复杂的嵌套数组和哈希的结构，这对于避免混乱的循环和条件函数特别有用。对于这个问题，理解绑定和固定的概念是非常重要的，在表达式和模式结构中使用变量时，这些概念会发挥作用。

模式匹配：绑定变量

绑定的概念意味着，当把一个变量匹配到一个值时，验证不仅是真实的，而且变量将被重新分配到给定的值。让我们看一个使用两个变量的例子，a 和b 。

case ["book", "table", "chair" ]
  in [a, b, "chair"]
    p "variable a is #{a} and b is #{b}."
end
#=> variable a is book and b is table.

在这种情况下，模式匹配后，变量a和b分别被分配为 "book "和 "table "的值。

钉住变量

顾名思义，钉住变量是用来评估一个变量的值而不重新分配它。虽然绑定变量是一种默认行为，但要钉住一个变量，必须使用^ 。

case ["book", "table", "chair" ]
  in [a, ^a, "chair"]
    p "match"
  else
    p "not match"
end
#=> not match

在这个例子中，模式没有被匹配，因为当验证时，逐个元素的变量首先被匹配并被重新分配到a = "book" ，但随后不可能针对"table" 来验证钉住的变量^a ，因为"book" != "table" 。

使用案例

在清楚地了解了这个功能以及它是如何验证和匹配模式的之后，现在的问题是。什么时候实现它？还有，为什么它在构建基于MVC架构的应用程序时特别有用？

  1. 创建守护和验证，在阅读代码时容易理解，因此容易更新。
  2. 处理Json数据。这是非常了不起的，因为Json文件被结构化为哈希值，使用模式而不是条件函数可以极大地减少复杂性和代码。
  3. 在应用程序中确定范围和识别奇怪的行为。
  4. 在开发具有许多控制器和模型的大型界面时，通过在每个类中使用特殊方法，使模式匹配更加直观，从而创造最佳实践。这种特殊的方法是deconstruct 和deconstruct_keys 。阅读这个关于deconstruct的教程，可以更好地理解这些方法。

总结

模式匹配功能在Ruby中是比较新的。它在Ruby 2.7中首次发布，并在3.1版本中得到改进。因此，仍然有空间来进一步改善它目前的性能并创建新的方法来支持它。

在开始的时候，它可能看起来很复杂，或者只是更容易继续使用条件语句，但是一旦你开始玩这个功能，你就会发现它是多么强大，以及在与其他开发者一起工作时，它的声明性的好处。

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