Scala新手指南中文版 － 第三篇 Patterns Everywhere（模式无处不在）

译者注：原文出处http://danielwestheide.com/blog/2012/12/05/the-neophytes-guide-to-scala-part-3-patterns-everywhere.html，翻译：Thomas

 

在前两篇中，我花了不少时间解释了case class在模式中如何解构的，如何实现能够以任何方式提取任何类型数据的提取器。

到目前为止你只看到少数使用模式的方法，现在是时候来看看在你的Scala代码里该如何用上模式，我们开始吧！

 

模式匹配表达式

模式时常会出现的场景是在模式匹配表达式里，在参加了Coursera的Scala课程或者完整看了前两篇文章后，你应该对这种用法很熟悉了。首先有个表达式e，后面跟着match关键字和一个代码块，代码块里可以包含任意多个case子句。一个case子句由case关键字开头 后面跟着模式和一个可选的防护从句，后面跟随着模式匹配成功后要执行的一段代码。

下面是一个使用了模式和一个包含了防护从句的case的简单的例子：

 

case class Player(name: String, score: Int)

def printMessage(player: Player) = player match {
  case Player(_, score) if score > 100000 => println("Get a job, dude!")
  case Player(name, _) => println("Hey " + name + ", nice to see you again!")
}

printMessage方法的返回类型是 Unit, 它的唯一目的是执行副作用，即打印一个信息。有一点很重要，你不一定非得在这里用模式匹配，可以当成类似Java里的switch语句一样。在这里称作模式匹配表达式是有原因的，整个match的返回值是第一个被匹配的模式的返回值。

 

通常，用上它的这个特性是一个好办法，这让你可以解耦两个原本不属于一样的事情，也让你的代码更容易测试。我们可以将上面的代码重写一下：

 

def message(player: Player) = player match {
  case Player(_, score) if score > 100000 => "Get a job, dude!"
  case Player(name, _) => "Hey " + name + ", nice to see you again!"
}
def printMessage(player: Player) = println(message(player))

现在我们有了一个返回String类型的message方法。现在它是一个纯函数了，返回的是模式匹配的结果。你当然可以把结果赋给一个常量。

 

在常量/变量定义时使用模式

在Scala中还可以把模式用在常量定义语句的左侧（变量定义里当然也可以用，不过我们还是想尽量保持Scala代码的函数式风格，所以你在我的系列文章里不会看到太多的变量的使用）。假设我们有一个方法会返回当前玩家，我们先实现一个假的方式总是返回一个固定的玩家：

 

def currentPlayer(): Player = Player("Daniel", 3500)

通常你的常量定义看起来是这样的：

 

 

val player = currentPlayer()
doSomethingWithTheName(player.name)

如果你是个Python程序员，也许对序列解包功能很熟悉。Scala提供类似的功能，你可以在常量定义语句的左侧使用任何模式，我们来将上面的代码改造一下，让它可以结构player后再赋值给指定常量：

 

 

val Player(name, _) = currentPlayer()
doSomethingWithTheName(name)

你可以拿任意模式用作此用途，不过通常你得要确保模式总是被匹配的，否则你就会面临运行时异常。例如，下面的例子就会有问题。scores是一个返回得分列表的方法，在下面的代码中，这方法如果返回的是空列表就会导致问题：

 

 

def scores: List[Int] = List()
val best :: rest = scores
println("The score of our champion is " + best)

看，程序丢出来一个MatchError。结果就是我们的游戏程序跑不下去了，因为没有获取到游戏成绩。

 

想要这样来使用模式，最好的方法是结构case class，你可以在编译时就能确定它们的类型。如果同时还使用了tuple的话，可以让你的代码可读性更好。假设我们有一个函数返回一个tuple包装的玩家的名字和他的得分，不再使用Player类了：

 

def gameResult(): (String, Int) = ("Daniel", 3500)

 

访问tuple的元素看上去会让人感觉迷惑：

 

val result = gameResult()
println(result._1 + ": " + result._2)

这时在常量定义时用模式来结构会是安全的，因为我们清楚我们面对的是一个Tuple2数据类型：

 

 

val (name, score) = gameResult()
println(name + ": " + score)

这比前一段代码更可读，不是吗？

 

 

在for语句中使用模式

在for语句中使用模式也很有价值。举例来说，for语句里可以包含常量的定义。前面介绍的在常量定义语句的左侧使用模式的用法在for语句里也适用。如果我们想在我们的游戏程序里实现名人堂-即得分超过一个阈值的玩家名单。我们可以用for语句实现一段可读性强的代码：

 

def gameResults(): Seq[(String, Int)] =
  ("Daniel", 3500) :: ("Melissa", 13000) :: ("John", 7000) :: Nil

def hallOfFame = for {
  result <- gameResults()
  (name, score) = result
  if (score > 5000)
} yield name

 

hallOfFame的结果会是List("Melissa", "John"), 因为第一个玩家没有满足守卫子句的条件。

我们还可以进一步精简一下代码，在for语句里，generator的左侧也可以是模式。所以我们可以不用引进result常量，可以直接在generator左侧用模式来解构：

 

def hallOfFame = for {
   (name, score) <- gameResults()
  if (score > 5000)
} yield name

在这里例子里，模式(name,score)总是匹配的，所以在没有守卫子句if (score > 5000)时，这段代码就相当于把tuple转成玩家名字 。

 

还有一点很重要，在generator的左侧的模式还兼具过滤功能 - 如果左侧模式不匹配，相应的元素就会被过滤掉。举例来说明，假设我们有一个列表的列表，我们想要返回所有非空列表的大小。这意味着我们必须过滤掉空list，然后返回留下的列表的大小。下面是一种解决方式：

val lists = List(1, 2, 3) :: List.empty :: List(5, 3) :: Nil

for {
  list @ head :: _ <- lists
} yield list.size

generator左侧的模式不匹配空list。它不会抛出MatchError，而是会过滤掉空list，所以结果就会返回List(3,2)。在for语句中使用模式是一种非常自然和强大的组合，使用一段Scala后，你会爱上它们的。

匿名函数

最后，模型还可以用来定义匿名函数。如果你在Scala里用过catch语句块来处理异常，那么其实你已经用过这种用法了。模式匹配匿名函数是一个需要单独篇章来讲解的题目，因为有太多东西要说了，所以我就不会在这个关于模式的篇章里涉及太多，而会在本系列的后篇来介绍。

更新：修复一个hallOfFame 中的错误。感谢Rajiv帮忙找到错误.

作者：Daniel Westheide，2012.12.5