大数据——Scala 模式匹配

Scala

模式匹配

概述

  1. Scala中的模式匹配,类似于Java中switch-case结构,但是比Java中的switch-case的功能更加强大

  2. 语法结构

    scala 复制代码
    选项 match {
        case c1 => op1
        case c2 => op2
        ...
        case _ => op
    }
  3. case _类似于Java中的default,当其他的所有的case都不匹配的时候,才会使用case _

  4. 在Scala中,没有break关键字,每一个case执行完成之后自动结束,不会顺延执行下一个case

  5. 案例

    scala 复制代码
    package com.fe.matchx
    
    import scala.io.StdIn
    
    object MatchDemo1 {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        // 获取符号
        val symbol = StdIn.readChar()
        // 获取数字
        val x = StdIn.readDouble()
        val y = StdIn.readDouble()
        // 四则运算
        val r = symbol match {
          case '+' => x + y
          case '-' => x - y
          case '*' => x * y
          case '/' => x / y
          case _ => 0
        }
        println(r)
      }
    
    }
  6. 如果没有case _,且所有的case都不匹配的时候,就会抛出MatchError

常见匹配

  1. 常量匹配:在Scala中,match-case匹配的时候,不限制元素的类型

    scala 复制代码
    package com.fe.matchx
    
    object MatchDemo2 {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        // Scala中,match不限制元素的类型
        def typeOf(x: Any): Unit = x match {
          case 3 => println("整数")
          case 5.5 => println("小数")
          case true => println("布尔值")
          case "abc" => println("字符串")
          case _ => println("其他类型")
        }
    
        val t = (3, true, "abc", 5.5, 'a')
        t.productIterator.foreach(x => typeOf(x))
    
      }
    
    }
  2. 类型匹配

    scala 复制代码
    package com.fe.matchx
    
    object MatchDemo3 {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        // 判断元组中每一个元素的类型
        val t = (4, 5.5, 6, true, 'a', "abc", 3.5f, 2L)
    
        def typeOf(x: Any): String = x match {
          case _: Int => "Int"
          case _: Double => "Double"
          case _: String => "String"
          case _: Long => "Long"
          case _: Boolean => "Boolean"
          case _: Char => "Char"
          case _ => "other type"
        }
    
        t.productIterator.foreach(x => println(typeOf(x)))
    
      }
    
    }
  3. 集合匹配

    scala 复制代码
    package com.fe.matchx
    
    object MatchDemo4 {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        // 对列表中的元素类型进行匹配
        def listType(list: List[_]) = list match {
          case _: List[Int] => "Int"
          case _: List[Double] => "Double"
          case _ => "other type"
        }
    
        val list = List(2, 3, 4, 5)
        println(listType(list))
    
        // 对列表中的元素进行限定
        def listMatch(list: List[_]) = list match {
          case List(3) => "List(3)" // 固定匹配,就匹配这个List(3)
          case List(2, 4, 6) => "List(2,4,6)" // 固定匹配,就匹配这个List(2, 4, 6)
          case List(_, _) => "长度为2的List" // 匹配长度为2的列表
          case List("abc", _, _) => "列表的长度为3,第一个元素是abc" // 匹配列表的长度为3,并且第一个元素是"abc"
          case List("hello", _*) => "第一个元素是hello的列表" // 匹配第一个元素是"hello"的列表
        }
    
        val list1 = List(3)
        println(listMatch(list1))
        val list2 = List(2, 4, 6)
        println(listMatch(list2))
        val list3 = List('a', 'b')
        val list4 = List(3.5, 4.8)
        println(listMatch(list3))
        println(listMatch(list4))
        val list5 = List("abc", "hello", "hi")
        val list6 = List("abc", "hadoop", "Scala")
        println(listMatch(list5))
        println(listMatch(list6))
        val list7 = List("hello", "hi", "system")
        val list8 = List("hello")
        val list9 = List("hello", "david", "amy", "bob")
        println(listMatch(list7))
        println(listMatch(list8))
        println(listMatch(list9))
    
      }
    
    }

模式守卫

  1. 如果在进行匹配的时候,还需要指定其他条件,那么可以使用模式守卫

    scala 复制代码
    package com.fe.matchx
    
    object MatchDemo5 {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        // 判断数字是几位数
        def test(n: Int) = n match {
          case _: Int if n < 0 => "负数"
          case _: Int if n < 10 => "一位数"
          case _ => "两位数"
        }
    
        println(test(5))
    
        // 列表
        def listMatch(list: List[Int]) = list match {
          case x if x.length == 3 && x.contains(5) => "case 1" // 列表长度为3,且包含数字5的列表
          case y if y.contains(7) => "case 2" // 列表中包含数字7
        }
    
        val list1 = List(3, 1, 5)
        val list2 = List(5, 2, 4)
        println(listMatch(list1))
        println(listMatch(list2))
        val list3 = List(7, 1, 3, 4)
        println(listMatch(list3))
    
      }
    
    }

函数参数匹配

  1. 案例

    scala 复制代码
    package com.fe.matchx
    
    object MatchDemo6 {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        // toInt ===> AnyVal
        val values: List[Any] = List(true, 1, 3.5, "25.53", -4, "35", 'a', false, -6.5)
        // 将列表中的所有的元素转化为整数
        // 如果是布尔值,那么true转化为1,false转化为0
        // 如果是字符串,那么就转化为对应的值
        val r = values.map(x => x match {
          case a: Double => a.toInt
          case b: String => b.toDouble.toInt
          case c: Char => c.toInt
          case d: Boolean => if (d) 1 else 0
          case e: Int => e
        })
        println(r)
        // 对参数进行匹配,并且在这个过程中,是直接去进行了match操作,而没有进行其他操作
        // ({}),如果代码只有一行,()或者{}可以省略其一;如果有多行,那么只能考虑省略()
        //
        val r2 = values.map {
          case a: Double => a.toInt
          case b: String => b.toDouble.toInt
          case c: Char => c.toInt
          case d: Boolean => if (d) 1 else 0
          case e: Int => e
        }
        println(r2)
      }
    
    }

对象匹配

  1. Scala中不只是可以对数据进行匹配,还能对对象进行匹配,到那时要求对应对应的类中必须提供了解析函数unapply

    scala 复制代码
    package com.fe.matchx
    
    object MatchDemo7 {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        val p1 = Person("Bob", 21, "male")
        val p2 = Person("Amy", 22, "female")
        val p3 = Person("David", 22, "male")
        val p4 = Person("Grace", 23, "female")
        val p5 = Person("Henry", 21, "male")
        val persons = List(p1, p2, p3, p4, p5)
    
        // 对集合中数据进行操作
        def testList(p: Person) = p match {
          case Person(_, _, "female") => "女性用户" // 目标客户:女性
          case Person(_, 21, _) => "21岁客户群体" // 目标客户:21岁群体
          case _ =>
        }
    
        persons.foreach(x => println(testList(x)))
      }
    
    }
    
    class Person {
      var username: String = _
      var age: Int = _
      var gender: String = _
    }
    
    object Person {
    
      def apply(username: String, age: Int, gender: String): Person = {
        val p = new Person
        p.username = username
        p.age = age
        p.gender = gender
        p
      }
    
      // 解析函数,用于解析对象
      // 在Scala中,为了防止空指针异常,会考虑将结果封装成Option
      // 在封装Option的时候,如果值为空,对应的封装成None
      // 如果值不为空,封装成Some
      def unapply(p: Person): Option[(String, Int, String)] = {
        if (p == null) None
        else Some(p.username, p.age, p.gender)
      }
    }

样例类

  1. 样例类的声明和普通类差别不大,区别在于,在class之前添加了case

    scala 复制代码
    case class 类名 {}
  2. 样例类的普通类的区别

    1. 如果一个类被声明为样例类,那么Scala在编译的时候会自动的给这个样例类生成一个伴生对象;普通类需要手动声明伴生对象
    2. 样例类对应的伴生对象中,会自动覆盖applyunapplytoStringequalshashCode
    3. 也正因为样例类中会自动覆盖apply和unapply函数,所以可以参与模式匹配
    4. 样例类的主构造器中声明的参数默认是val修饰
  3. 案例

    scala 复制代码
    package com.fe.matchx
    
    object CaseClassDemo {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        val s1 = Student("Bob", 10, "male", 3)
        val s2 = Student("Tom", 10, "male", 3)
        val s3 = Student("Sam", 10, "male", 3)
        val s4 = Student("Cam", 10, "female", 3)
        val s5 = Student("Amy", 10, "female", 3)
        val s6 = Student("Dan", 10, "male", 3)
        val students = List(s1, s2, s3, s4, s5, s6)
        for (s <- students) {
          val r = s match {
            case Student(_, _, "male", _) => "男生"
            case _ => "女生"
          }
          println(r)
        }
    
      }
    
    }
    
    // 自动给Student生成伴生对象`object Student`
    case class Student(name: String, age: Int, gender: String, grade: Int) {
      // 声明在类中的属性,默认不是被apply接收和unapply解析
      // var address:String = _
    }
    
    /*
    object Student{
    
      def apply(name: String, age: Int, gender: String, grade: Int):Student = new Student(name, age, gender, grade)
      def unapply(s:Student) = Some(u.name, u.age, u.gender, u.grade)
    
    }
     */

偏函数

  1. 对于Scala的集合函数而言,分为全函数和偏函数

    1. 全函数:对集合中所有的元素进行操作,例如mapreduce
    2. 偏函数:对集合中的部分元素进行操作
  2. 案例

    scala 复制代码
    package com.fe.matchx
    
    object MatchDemo8 {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        val list: List[Any] = List(2, 'a', 6, 3.5, true, 8, 5.21, 9, false, "abc")
        // 需求:将列表中的整数挑选出来,计算整数的平方形式
        // 方式一:过滤 -> 转化为整数 -> 计算平方
        val r = list.filter(_.isInstanceOf[Int])
          .map(_.asInstanceOf[Int])
          .map(x => x * x)
        println(r)
        // 方式二:偏函数
        val r2 = list.collect { case a: Int => a * a }
        println(r2)
    
      }
    
    }

异常机制

  1. Scala中的异常机制,类似于Java中的异常机制,但是又不完全一样。Scala中所有的异常都是在运行的时候才会检查,没有所谓的编译时异常

  2. Scala捕获异常的方式

    scala 复制代码
    try{
        代码块
    } catch {
        case e1:异常名 => 处理
        case e2:异常名 => 处理
        ...
    } finally{
        代码块
    }
  3. 案例

    scala 复制代码
    package com.fe.exception
    
    import scala.io.StdIn
    
    object ExceptionDemo {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        try {
          val x = StdIn.readInt()
          val y = StdIn.readInt()
          println(x / y)
        } catch {
          case e: ArithmeticException => println("捕获到一个算术异常")
        }
    
      }
    
    }
  4. 在Scala中,如果一个函数没有别的返回值,而是只抛出了一个异常,那么此时这个函数的返回值类型是Nothing

    scala 复制代码
    def testException():Nothing ={
        throw new IllegalArgumentException
    }
  5. Scala中提供了一个注解throws,用于标记这个函数有异常抛出。这个注解仅仅起提示作用,不要求使用者必须处理这个异常

隐式转换(implicit)

概述

  1. 当编译器对当前代码第一次编译失败的时候,会在当前的环境中查找能够让代码编译通过的方式,用于将当前的类型进行转换,进行二次编译,这个过程就称之为隐式转换
  2. 隐式转换包含隐式函数、隐式参数和隐式类
  3. Scala运行的时候,自动加载Predef类,Predef类中定义了大量的隐式转换

隐式函数

  1. 隐式函数,能够在不改变某一个类的前提下,扩展这个类的功能

  2. 案例

    scala 复制代码
    package com.fe.implicitx
    
    object ImplicitDemo {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
        // 正常情况下,x是Int类的对象,所以无法调用SumInt中的函数
        val x: Int = 10
        // 在没法改变Int类的前提下,又想扩展Int的功能
        // 此时,就意味着需要将Int -> SumInt对象之后才能调用
        // 此时可以定义一个隐式函数来完成这个转换过程
        // 在底层,偷偷的将Int包装成了SumInt
        implicit def transform(n:Int):SumInt = new SumInt(n)
    
        println(x.sum)
        println(x.^(5))
    
      }
    
    }
    
    class SumInt(val n: Int) {
    
      def sum: Int = {
        println("我来啦~~~")
        var r = 0
        for (i <- 1 to n) r += i
        r
      }
    
    }

隐式参数

  1. 隐式参数,指的是在作用域中定义的可以被自动匹配的参数

  2. 注意:

    1. 同一个作用域中,相同类型的隐式参数只能有1个
    2. 编译器是根据参数类型匹配,而不是根据参数名称匹配
  3. 案例

    scala 复制代码
    package com.fe.implicitx
    
    object ImplicitDemo2 {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        implicit val s: String = "男"
    
        // 性别默认为"男",除非用户指定为"女"
        // 第三个参数声明为隐式参数,所以如果调用的时候不给定,自动的在当前作用域内自动寻找同类型的隐式变量
        def register(username: String)(age: Int)(implicit gender: String): Unit = println(s"新注册用户$username,性别$gender,年龄$age")
        // 隐式参数的优先级高于默认参数
        def login(username: String)(implicit gender: String = "女"): Unit = println(s"用户$username,性别$gender 登陆")
    
        register("Bob")(15)
        register("David")(16)
        login("Bob")
        login("Any")("女")
    
      }
    
    }

隐式类

  1. 如果需要对某一个类产生的对象进行功能扩展,而又不想要改变原来的类,那么除了可以使用隐式函数,还可以使用隐式类

  2. 注意:隐式类不是顶级类,即隐式类不能直接定义到包中,而必须定义到类、伴生对象或者包对象中

  3. 饮食类必须提供构造器,并且构造器中只能有1个参数!

    scala 复制代码
    package com.fe.implicitx
    
    object ImplicitDemo3 {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
    
        val x: Int = 5
        println(x.fac)
    
      }
    
      implicit class FacInt(n: Int) {
    
        def fac: Int = {
          var r = 1
          for (i <- 1 to n) r *= i
          r
        }
      }
    
    }
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