Scala入門到精通——第十四節 Case Class與模式匹配（一）
阿新 • • 發佈：2018-12-25
本節主要內容
- 模式匹配入門
- Case Class簡介
- Case Class進階
1. 模式匹配入門
在java語言中存在switch語句，例如：
//下面的程式碼演示了java中switch語句的使用
public class SwitchDemo {
public static void main(String[] args) {
for(int i = 0; i < 100; i++) {
switch (i) {
case 10:System.out.println("10");
break scala解決了java語言中存在的這個問題，scala解決這一問題的利器就是模式匹配，上面的java程式碼可以利用scala語言的模式匹配來避免，程式碼如下：
object PatternMatching extends App{
for(i<- 1 to 100){
i match {
case 10 => println(10)
case 50 => println(50)
case 80 => println(80)
case _ =>
}
}
}上述scala程式碼展示瞭如何使用scala中的模式匹配，它的實現方式是通過match關鍵字與 case X=>的方式實現的，其中case _表示除了 case 10,case 50,case 80的其餘匹配，類似於java中的default。但scala語言中提供了更為靈活的匹配方式，如：
object PatternMatching extends App{
for(i<- 1 to 100){
i match {
case 10 => println(10)
case 50 => println(50)
case 80 => println(80)
//增加守衛條件
case _ if(i%4==0)=> println(i+":能被4整除")
case _ if(i%3==0)=> println(i+":能被3整除")
case _ =>
}
}
}case語言中還可以加相應的表示式，例如：
object PatternMatching extends App{
var list=new ArrayBuffer[Int]()
var x=0
for(i<- 1 to 100){
i match {
//後面可以跟表示式
case 10 => x=10
case 50 => println(50)
case 80 => println(80)
case _ if(i%4==0)=> list.append(i)
case _ if(i%3==0)=> println(i+":能被3整除")
case _ =>
}
}
println(x)
}2 Case Class簡介
Case Class一般被翻譯成樣例類，它是一種特殊的類，能夠被優化以用於模式匹配，下面的程式碼定義了一個樣例類：
//抽象類Person
abstract class Person
//case class Student
case class Student(name:String,age:Int,studentNo:Int) extends Person
//case class Teacher
case class Teacher(name:String,age:Int,teacherNo:Int) extends Person
//case class Nobody
case class Nobody(name:String) extends Person
object CaseClassDemo{
def main(args: Array[String]): Unit = {
//case class 會自動生成apply方法，從而省去new操作
val p:Person=Student("john",18,1024)
//match case 匹配語法
p match {
case Student(name,age,studentNo)=>println(name+":"+age+":"+studentNo)
case Teacher(name,age,teacherNo)=>println(name+":"+age+":"+teacherNo)
case Nobody(name)=>println(name)
}
}
}當一個類被聲名為case class的時候，scala會幫助我們做下面幾件事情：
1 構造器中的引數如果不被宣告為var的話，它預設的話是val型別的，但一般不推薦將構造器中的引數宣告為var
2 自動建立伴生物件，同時在裡面給我們實現子apply方法，使得我們在使用的時候可以不直接顯示地new物件
3 伴生物件中同樣會幫我們實現unapply方法，從而可以將case class應用於模式匹配，關於unapply方法我們在後面的“提取器”那一節會重點講解
4 實現自己的toString、hashCode、copy、equals方法
除此之此，case class與其它普通的scala類沒有區別
下面給出case class Student位元組碼檔案內容，以驗證我們上述所講的內容:
//下面的程式碼是自動生成的伴生物件中的位元組碼內容
D:\ScalaWorkspace\ScalaChapter13\bin\cn\scala\xtwy>javap -private Student$.class
Compiled from "CaseClass.scala"
public final class cn.scala.xtwy.Student$ extends scala.runtime.AbstractFunction
3<java.lang.String, java.lang.Object, java.lang.Object, cn.scala.xtwy.Student> i
mplements scala.Serializable {
public static final cn.scala.xtwy.Student$ MODULE$;
public static {};
public final java.lang.String toString();
public cn.scala.xtwy.Student apply(java.lang.String, int, int);
public scala.Option<scala.Tuple3<java.lang.String, java.lang.Object, java.lang
.Object>> unapply(cn.scala.xtwy.Student);
private java.lang.Object readResolve();
public java.lang.Object apply(java.lang.Object, java.lang.Object, java.lang.Ob
ject);
private cn.scala.xtwy.Student$();
}
//下面的程式碼是Student類自身的位元組碼內容
D:\ScalaWorkspace\ScalaChapter13\bin\cn\scala\xtwy>javap -private Student.class
Compiled from "CaseClass.scala"
public class cn.scala.xtwy.Student extends cn.scala.xtwy.Person implements scala
.Product,scala.Serializable {
private final java.lang.String name;
private final int age;
private final int studentNo;
public static scala.Function1<scala.Tuple3<java.lang.String, java.lang.Object,
java.lang.Object>, cn.scala.xtwy.Student> tupled();
public static scala.Function1<java.lang.String, scala.Function1<java.lang.Obje
ct, scala.Function1<java.lang.Object, cn.scala.xtwy.Student>>> curried();
public java.lang.String name();
public int age();
public int studentNo();
public cn.scala.xtwy.Student copy(java.lang.String, int, int);
public java.lang.String copy$default$1();
public int copy$default$2();
public int copy$default$3();
public java.lang.String productPrefix();
public int productArity();
public java.lang.Object productElement(int);
public scala.collection.Iterator<java.lang.Object> productIterator();
public boolean canEqual(java.lang.Object);
public int hashCode();
public java.lang.String toString();
public boolean equals(java.lang.Object);
public cn.scala.xtwy.Student(java.lang.String, int, int);
}3. case class應用實戰
1 case class常用方法
前面我們提到，定義case class便會自動生成對應的toString,hashCode,equals,copy等方法，
//toString方法演示
scala> val s=Teacher("john",38,1024)
s: Teacher = Teacher(john,38,1024)
//無參copy方法演示
scala> val s1=s.copy()
s1: Teacher = Teacher(john,38,1024)
//copy方法是深度拷貝
scala> println(s eq s1)
false
//equal方法根據物件內容進行比較
scala> println(s equals s1)
true
scala> println(s == s1)
true
//hashcode方法
scala> s1.hashCode
res45: Int = 567742485
//toString方法
scala> s1.toString
res46: String = Teacher(john,38,1024)
//帶一個引數的copy方法
scala> s1.copy(name="stephen")
res47: Teacher = Teacher(stephen,38,1024)
//帶二個引數的copy方法
scala> s1.copy(name="stephen",age=58)
res49: Teacher = Teacher(stephen,58,1024)
//帶三個引數的copy方法
scala> s1.copy(name="stephen",age=58,teacherNo=2015)
res50: Teacher = Teacher(stephen,58,2015)
2 多個引數的case class
abstract class Person
case class Student( name:String, age:Int, studentNo:Int) extends Person
case class Teacher( name:String, age:Int, teacherNo:Int) extends Person
case class Nobody( name:String) extends Person
//SchoolClass為接受多個Person型別引數的類
case class SchoolClass(classDescription:String,persons:Person*)
//下列程式碼給出的是其模式匹配應用示例
object CaseClassDemo{
def main(args: Array[String]): Unit = {
val sc=SchoolClass("學途無憂網Scala培訓班",Teacher("搖擺少年夢",27,2015),Student("搖擺少年夢",27,2015))
sc match{
case SchoolClass(_,_,Student(name,age,studetNo))=>println(name)
case _ => println("Nobody")
}
}
}3 sealed case class
在進行模式匹配的時候，有些時候需要確保所有的可能情況都被列出，此時常常會將case class的超類定義為sealed（密封的) case class，如：
//Person最前面加了個關鍵字sealed
sealed abstract class Person
case class Student( name:String, age:Int, studentNo:Int) extends Person
case class Teacher( name:String, age:Int, teacherNo:Int) extends Person
case class Nobody( name:String) extends Person
case class SchoolClass(classDescription:String,persons:Person*)
object CaseClassDemo{
def main(args: Array[String]): Unit = {
val s:Person=Student("john",18,1024)
//這邊僅僅給出了匹配Student的情況，在編譯時
//編譯器會提示
//match may not be exhaustive. It would fail on the following inputs: Nobody(_), Teacher(_, _, _)
s match{
case Student(name,age,studentNo)=>println("Student")
}
}
}
編譯器給出的提示可以通過下列語句進行消除，
//下面的語句達到了sealed class的要求
val s:Person=Student("john",18,1024)
s match{
case Student(name,age,studentNo)=>println("Student")
case Teacher(name,age,studentNo)=>println("Teacher")
case Nobody(name)=>println("Nobody")
}4 case class在實用應用中的其它用途
某個類一旦被定義為case class，則編譯器會自動生成該類的伴生物件，伴生物件中包括了apply方法及unapply方法，apply方法使得我們可以不需要new關鍵字就可以建立物件，而unapply方法，則使得可以方便地應用在模式匹配當中，另外編譯器還自動地幫我們實現對應的toString、equals、copy等方法。在實際中，case class除了在模式匹配時能發揮其強大的威力之外，在進行其它應用時，也顯示出了其強大的功能，下面給出case class在SparkSQL中的應用，旨在說明case class在實際應用中的重要地位。
新增公眾微訊號，可以瞭解更多最新Spark、Scala相關技術資訊
