Scala模式匹配💕match case💕：从条件判断到高级匹配的全面指南

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一、导入

在编程的世界里，选择结构是我们处理不同情况、做出决策的核心工具。今天我们将深入探讨Scala中强大的match case模式匹配机制，它不仅比传统的if-else更简洁优雅，还能处理更复杂的匹配场景。让我们通过几个典型案例来掌握这一重要特性。

二、Scala三大编程结构回顾

定义

Scala作为一门多范式编程语言，支持三种基本程序结构：

  1. 顺序结构：代码按顺序逐行执行
  2. 选择结构：根据条件执行不同的代码分支
    • if、if else if else：传统条件判断
    • match case：Scala强大的模式匹配机制
  3. 循环结构：重复执行特定代码块
    • for循环：功能丰富的迭代器
    • while、do...while：条件循环

好处

match case相比传统if-else的优势：

  • 语法更简洁清晰
  • 支持多种数据类型的模式匹配
  • 可以进行深度匹配（元组、数组等）
  • 编译器能提供更好的类型安全检查

语法基本规则

value match {
  case pattern1 => result1
  case pattern2 => result2
  case _ => defaultResult  // 必须有的默认分支
}

重要规则：

  1. case _不能省略，否则匹配失败会报错
  2. case _必须写在最后，作为默认处理分支

三、基础模式匹配案例

案例一：使用if-else进行省份代码匹配

代码

package matchcase

object case01 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val code = "11"
    var province = ""

    if (code == "42"){
      province = "湖北"
    } else if (code == "11"){
      province = "北京"
    } else {
      province = "未知"
    }

    println(s"${code} 对应的省份是：${province}")
  }
}

结果展示

11.png

代码分析

这是传统的if-else实现方式：

  1. 定义省份代码变量code为"11"
  2. 使用多个if-else条件判断代码值
  3. 根据匹配结果给province变量赋值
  4. 使用字符串插值打印结果

缺点：代码冗长，特别是当匹配条件较多时，可读性会变差。

案例二：使用match case进行省份代码匹配

代码

package matchcase

object case02 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val code = "11"
    val province = code match {
      case "42" => "湖北"
      case "11" => "北京"
      case _ => "未知"
    }

    println(s"${code} 对应的省份是：${province}")
  }
}

结果展示

22.png

代码分析

使用match case重构后的代码：

  1. 直接将match表达式的结果赋值给province变量
  2. 每个case分支对应一个匹配模式和返回值
  3. case _是默认分支，处理所有未匹配的情况
  4. 代码更加简洁，逻辑更清晰
  5. 消除了中间变量var province，使用不可变变量val province

案例三：数字到英文单词的转换

代码

package matchcase

object case03 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 输入一个1-5的数字，打印它对应的英语单词
    val num = 10
    val word = num match {
      case 1 => "one"
      case 2 => "two"
      case 3 => "three"
      case 4 => "four"
      case 5 => "five"
      case _ => "other"
    }

    println(s"${num} 对应的英文是：${word}")
  }
}

结果展示

33.png

代码分析

  1. 对整数类型进行模式匹配
  2. 匹配1-5的数字，返回对应的英文单词
  3. 输入值num = 10不在1-5范围内，匹配到case _分支
  4. 返回默认值"other"
  5. 体现了match case在多重条件判断时的简洁性

四、高级模式匹配特性

案例四：元组和数组的模式匹配

代码

package matchcase

object case04 {
  /*
  * match case 高度匹配
  *  1，匹配元祖不同的元素的数量
  *  2.匹配数值特殊值
  * */
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 元组匹配
    val t1 = (2,3)
    t1 match {
      case (a,b) => println(s"有二个元素${a},${b}")
      case _ => println("未知")
    }

    // 数组匹配
    val arr1 = Array(10,2)
    arr1 match {
      case Array(1,x,y) => println("数组，第一个元素是1，长度为3")
      case Array(10,x) => println("数组，第一个元素是10，长度为2")
      case _ => println("其他")
    }
  }
}

结果展示

44.png

代码分析

元组匹配：

  1. 定义元组t1 = (2,3)
  2. 使用模式(a,b)匹配有两个元素的元组
  3. 匹配成功，提取元素到变量a和b中
  4. 打印提取的元素值

数组匹配：

  1. 定义数组arr1 = Array(10,2)
  2. 第一个模式Array(1,x,y)：匹配第一个元素为1且长度为3的数组
  3. 第二个模式Array(10,x)：匹配第一个元素为10且长度为2的数组
  4. arr1匹配第二个模式成功
  5. 提取第二个元素到变量x中（虽然未使用）

高级匹配的特点：

  • 可以匹配数据结构（元组、数组）的形状
  • 可以同时匹配特定值（如第一个元素为10）
  • 可以提取结构中的元素到变量中
  • 支持深度匹配和模式嵌套

五、总结

通过以上四个案例，我们全面掌握了Scala中match case模式匹配的使用：

核心要点

  1. 基本语法：value match { case pattern => result ... case _ => default }
  2. 必要规则：必须有case _默认分支，且放在最后
  3. 匹配类型：支持字符串、整数、元组、数组等多种数据类型
  4. 高级特性：支持结构匹配、值提取、深度匹配
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