一、介绍
为了使用交互式 Scala 解释器，你可以在打开的终端中输入命令：
su -l hadoop
scala
当出现scala>开始的命令行提示符时，就说明你已经成功进入解释器了。如下图所示。
本实验的所有命令及语句均可在 Shell 中输入。
二、开发准备
三、步骤
3.1 通配模式
通配符 “_” 可以用来匹配任意对象。通常在模式匹配中作为最后一个匹配项，匹配其它所有的输入对象。比如：
abstract class Expr
case class Var(name:String) extends Expr
case class Number(num:Double) extends Expr
case class BinOp(operator:String,left:Expr,right:Expr) extends Expr
def simplifyBinOp(expr :Expr) = expr match {
case BinOp(op,left,right) => println( expr + " is a binary operation")
case _ =>
}
通配模式也可以用来忽略一些你不打算处理的对象，比如在本例中，只关心输入是否为一个二元操作，其它的直接忽略。如果你不关心具体的操作符，如左右操作符，可以直接使用通配符忽略这些部分，如：
def simplifyBinOp(expr :Expr) = expr match {
case BinOp(_,_,_) => println( expr + " is a binary operation")
case _ =>
}
3.2 常量模式
常量模式可以匹配和常量值本身相同的输入。任意的字面量都可以作为常量模式。此外，所有的单例(singleton)也可以作为常量模式。比如 Nil 可以匹配空列表。
def describe(x:Any) =x match {
case 5 => "five"
case true => "truth"
case "hello" => "hi!"
case Nil => "the empty list"
case _ => "something else"
}
本例定义了多个常量模式，我们来看看一些测试结果：
scala> describe (5)
res0: String = five
scala> describe(true)
res1: String = truth
scala> describe ("hello")
res2: String = hi!
scala> describe(Nil)
res3: String = the empty list
scala> describe(List(1,3,4))
res4: String = something else
3.3 变量模式
一个变量模式可以匹配任意对象，在这一点上和通配符 “_” 一样。但和通配符不同的是， Scala 将这个变量绑定到输入的对象上，然后你在后面定义的表示中可以引用这个变量。比如下面代码匹配 0 ，对于其它的对象使用了变量模式，这其后的表示中可以引用这个变量：
def isZero(x:Any) = x match{
case 0 => "zero"
case somethingElse => "not zero:" + somethingElse
}
scala> isZero(0)
res5: String = zero
scala> isZero(1)
res6: String = not zero:1
3.4 构造器模式
构造器模式功能非常强大，比如一个构造器模式可以定义为 BinOp(“+”,e,Number(0)) 。 它由一个名称 BinOp （某个 case class 的名称）和一系列由括号分开的模式构成（ “+” ， e 和 Number(0) )。这个模式首先检查输入对象是否是 BinOp 类型的对象，然后检查构造器参数是否匹配输入的对象。
这些额外的模式表示 Scala 支持深度匹配，这些模式不仅仅检查最高层次的匹配，并且检查其内部内容的匹配，同时这些额外的模式自身还可以是构造器模式，因此你可以构造嵌套任意层次的构造器模式。比如：
def simplifyBinOp(expr :Expr) = expr match {
case BinOp("+",e,Number(0)) => println(" a deep match")
case _ =>
}
它的第三个参数 Number(0) 自身也是一个构造器模式，其参数又匹配 0 ，因此有三个层次的匹配。
3.5 序列模式
你也可以匹配如 List 和数组等序列类型的数据。和匹配 case class 语法类似，但你可以指明序列中任意数量的元素。比如下面这个例子，匹配了含有三个元素且其中首元素为 0 的列表：
List(0,2,4) match{
case List(0,_,_) => print ("found it " )
case _ =>
}
如果你需要匹配一个未指明长度的序列，可以使用 “_*” 作为模式的后一元素，这个 “_*” 可以匹配任意数目的元素（包括 0 个元素）。
def simplifyList(expr :Expr) = expr match {
case List(0,_*) => print ("found it")
case _ =>
}
3.6 多元组模式
除序列外，你可以匹配多元组，比如：
def tupleDemo(expr:Any) =
expr match{
case (a,b,c) => print("matched " + a +":" +b +":"+c )
case _ =>
}
scala> tupleDemo(2,3,4)
matched 2:3:4
进行测试：
3.7 类型模式
你可以使用类型模式匹配来代替类型检查和类型转换。比如：
def generalSize(x:Any) = x match{
case s:String => s.length
case m:Map[_,_] => m.size
case _ => -1
}
函数 generalSize 返回某些对象长度或是大小。它的参数类型为Any，因此可以传入任意类型的数据。 模式s:String 是一个类型模式，用于匹配任意类型为String的非空对象。变量s为匹配的字符串。
第二个匹配 m:Map[_,_] 用于匹配任意类型的 Map 对象。这里我们不关心具体的 key 和 value ，因此使用通配符 _ 。如果你需要在后面表达式中使用 key 、 value ，可以使用 key,value 替换掉 _ 。
对于 Map 类型的数据，我们能否匹配指定 key 或 value 类型的数据呢，比如：
def isIntIntMap(x:Any) = x match {
case m:Map[Int,Int]=>true
case _ => false
}
此时编译器会给出警告：
<console>:9: warning: non-variable type argument Int in type pattern Map[Int,Int] is unchecked since it is eliminated by erasure
case m:Map[Int,Int]=>true
^
isIntIntMap: (x: Any)Boolean
Scala 和 Java 类似，对于 generic 类采用了“type erasure”，也就是说，在运行时不保存 Map 的 Key 和 value 的类型，因此我们无法匹配指定类型 key 或 value 的 Map 对象。
尝试输入下面的语句：
scala> isIntIntMap(Map(1->1))
res14: Boolean = true
scala> isIntIntMap(Map("a"->"b"))
res15: Boolean = true
可以看到，这两个都返回 true，这和预期不同。因此，对于这种情况，编译器会给出警告，pattern Map[Int,Int] 中的类型不起作用。
但有一个特例，数组和一般的 generic 处理不同，它支持匹配元素类型。比如：
def isStringArray(x:Any) = x match{
case a:Array[String]=>"yes"
case _ => "no"
}
在 Shell 中输入下方的语句测试一下：
scala> val as =Array("abc")
as: Array[String] = Array(abc)
scala> isStringArray(as)
res16: String = yes
scala> val ai = Array(1,2,3)
ai: Array[Int] = Array(1, 2, 3)
scala> isStringArray(ai)
res17: String = no
3.8 变量绑定
除了独立的变量模式外，你还可以把一个变量添加到另外的模式中。可以简单地定义一个变量，然后再添加一个 @ 符号，然后再写其它的模式。这就定义了一个变量绑定过的模式。这意味着还是按照标准的模式匹配来匹配输入的对象，如果匹配成功，匹配成功的对象会赋值到定义的变量中。
例如：
expr match {
case UnOp("abs",e @ UnOp("abs",_)) => e
case _ =>
}
这里定义了一个绑定到变量的模式， e @ UnOp(“abs”,_) ，而整个模式是匹配运用了两次 “abs” 操作的对象。如果匹配成功，e 将被赋值为匹配 UnOp(“abs”,_) 的部分。比如：
scala> case class UnOp(operator:String, arg:Expr) extends Expr
defined class UnOp
scala> val expr = UnOp("abs",UnOp("abs",Number(5)))
expr: UnOp = UnOp(abs,UnOp(abs,Number(5.0)))
scala> expr match {
| case UnOp("abs",e @ UnOp("abs",_)) => e
| case _ =>
| }
res0: Any = UnOp(abs,Number(5.0))
可以看到，匹配 UnOp(“abs”,UnOp(“abs”,Number(5)))成功后，e 赋值为 UnOp(abs,Number(5.0)) 。
四、总结
本节我们详细地展开讲解了各种模式并对其进行了学习。至此，你应该思考如何将不同的模式应用在不同的问题上。而有关这些模式的更多详细说明，可以参考 Scala 的官方手册。
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最后编辑时间为: Jun 24,2022