Match是什么语法？PHP8也加了

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这是 Rust 劝退系列的第 8 个教程，探讨 Rust 中的模式匹配。

01 match 表达式

关于 match 表达式，很多其他语言并没有，比如 Go 语言。不过有些语言开始支持 match，比如 PHP 8.0 就有了 match 表达式。

一般地可以认为 match 和 switch 类似，所以 Rust 中没有 switch。

match 用于检查某个当前的值是否匹配一组/列值中的某一个。看一个具体的例子：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. fn test_match(number: i32) -> &'static str { 
    2. 
  
  
  
  
  2.     match number { 
    3. 
  
  
  
  
  3.         // 匹配单个值 
    4. 
  
  
  
  
  4.         1 => {println!("One!"); "One!"}, 
    5. 
  
  
  
  
  5.         // 匹配多个值 
    6. 
  
  
  
  
  6.         2 | 3 | 5 | 7 | 11 => "This is a prime", 
    7. 
  
  
  
  
  7.         // 匹配一个闭区间范围 
    8. 
  
  
  
  
  8.         13..=19 => "A teen", 
    9. 
  
  
  
  
  9.         // 处理其他情况 
    10. 
  
  
  
  
  10.         _ => "Ain't special", 
    11. 
  
  
  
  
  11.     } 
    12. 
  
  
  
  
  12. } 
    13.

看起来是一个简单的语法结构，但大概率在其他语言没见过。简单解释下：

  • 跟其他语言的 switch 类似，可以匹配多个分支;多个分支之间，使用 , 分隔;
  • 在 match 分支中，=> 左侧是模式，因此叫做模式匹配，比如 | 表示匹配多个值;..= 表示匹配一个范围;右侧是在左侧匹配成功时要执行的操作;
  • match 要求穷尽，也就是要包含所有可能的值。因此提供了 _，用来处理所有其他情况，类似 switch 的 default 分支;但只要穷尽了，可以没有 _;
  • 如果右侧操作是多个语句，需要放在 {} 中;
  • match 是表达式，它的结果是匹配到的模式中，执行操作的最后一个表达式的结果。这在 Rust 中是很常见的，之前提到过，Rust 中一切皆表达式。所以，这个例子中 match 表达式的值即为函数的返回值。因此，match 的所有分支必须返回同一数据类型;
  • 注意 match 表达式最后是否有分号的区别;

日常吐槽：在 match 中匹配区间，如果想和 for in 一样，使用 .. 来表示半闭半开区间，结果报错。看到资料说应该使用 …，但却提示该语法已废弃!为啥语法结构还不保持一致呢?!

看一个接收 match 结果的例子：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. let boolean = true; 
    2. 
  
  
  
  
  2. let binary = match boolean { 
    3. 
  
  
  
  
  3.   false => 0, 
    4. 
  
  
  
  
  4.   true => 1, 
    5. 
  
  
  
  
  5. }; // 注意这里的分号 
    6. 
  
  
  
  
  6. println!("{} -> {}", boolean, binary); 
    7.

02 match 其他用法

上面介绍了常规的 match 操作。match 还有很多其他的用法。

解构

当元组和 match 一起时，可以解构元组。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. fn main() { 
    2. 
  
  
  
  
  2.   // 试一试将不同的值赋给 `pair` 
    3. 
  
  
  
  
  3.     let pair = (0, -2); 
    4. 
  
  
  
  
  4.      
    5. 
  
  
  
  
  5.     println!("Tell me about {:?}", pair); 
    6. 
  
  
  
  
  6.     // match 可以解构一个元组 
    7. 
  
  
  
  
  7.     match pair { 
    8. 
  
  
  
  
  8.         // 解构出第二个值 
    9. 
  
  
  
  
  9.         (0, y) => println!("First is `0` and `y` is `{:?}`", y), 
    10. 
  
  
  
  
  10.         (x, 0) => println!("`x` is `{:?}` and last is `0`", x), 
    11. 
  
  
  
  
  11.         _      => println!("It doesn't matter what they are"), 
    12. 
  
  
  
  
  12.         // `_` 表示不将值绑定到变量 
    13. 
  
  
  
  
  13.     } 
    14. 
  
  
  
  
  14. } 
    15.

关于枚举和指针、引用和 match 的结合，以后遇到再讲解。

guard 语句

在 match 分支中可以加上过滤条件。接着上面元组解构的例子：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. fn main() { 
    2. 
  
  
  
  
  2.     let pair = (2, -2); 
    3. 
  
  
  
  
  3.  
    4. 
  
  
  
  
  4.     println!("Tell me about {:?}", pair); 
    5. 
  
  
  
  
  5.     match pair { 
    6. 
  
  
  
  
  6.         (x, y) if x == y => println!("These are twins"), 
    7. 
  
  
  
  
  7.         // `if` 条件部分是一个卫语句 
    8. 
  
  
  
  
  8.         (x, y) if x + y == 0 => println!("Antimatter, kaboom!"), 
    9. 
  
  
  
  
  9.         (x, _) if x % 2 == 1 => println!("The first one is odd"), 
    10. 
  
  
  
  
  10.         _ => println!("No correlation..."), 
    11. 
  
  
  
  
  11.     } 
    12. 
  
  
  
  
  12. } 
    13.

绑定

这是什么意思呢?看一个例子：(来自 rust by example)

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // `age` 函数，返回一个 `u32` 值。 
    2. 
  
  
  
  
  2. fn age() -> u32 { 
    3. 
  
  
  
  
  3.     15 
    4. 
  
  
  
  
  4. } 
    5. 
  
  
  
  
  5.  
    6. 
  
  
  
  
  6. fn main() { 
    7. 
  
  
  
  
  7.     println!("Tell me type of person you are"); 
    8. 
  
  
  
  
  8.  
    9. 
  
  
  
  
  9.     match age() { 
    10. 
  
  
  
  
  10.         0             => println!("I'm not born yet I guess"), 
    11. 
  
  
  
  
  11.         // 可以直接 `match` 1 ..= 12，但怎么把岁数打印出来呢？ 
    12. 
  
  
  
  
  12.         // 在 1 ..= 12 分支中绑定匹配值到 `n` 。现在年龄就可以读取了。 
    13. 
  
  
  
  
  13.         n @ 1  ..= 12 => println!("I'm a child of age {:?}", n), 
    14. 
  
  
  
  
  14.         n @ 13 ..= 19 => println!("I'm a teen of age {:?}", n), 
    15. 
  
  
  
  
  15.         // 不符合上面的范围。返回结果。 
    16. 
  
  
  
  
  16.         n             => println!("I'm an old person of age {:?}", n), 
    17. 
  
  
  
  
  17.     } 
    18. 
  
  
  
  
  18. } 
    19.

match 后是一个函数，我们希望在分支中，根据匹配结果，使用 age 函数的返回值。当然，这个例子有点多此一举，完全可以在 match 之前用变量存储 age 函数的返回值。

那换一个例子：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. fn some_number() -> Option { 
    2. 
  
  
  
  
  2.     Some(41) 
    3. 
  
  
  
  
  3. } 
    4. 
  
  
  
  
  4.  
    5. 
  
  
  
  
  5. fn main() { 
    6. 
  
  
  
  
  6.     match some_number() { 
    7. 
  
  
  
  
  7.         Some(n @ 40..=42) => println!("The Answer: {}!", n), 
    8. 
  
  
  
  
  8.         Some(n)      => println!("Not interesting... {}", n), 
    9. 
  
  
  
  
  9.         _            => (), 
    10. 
  
  
  
  
  10.     } 
    11. 
  
  
  
  
  11. } 
    12.
  • 关于 Option 以后讲解

这个例子很好的讲解了绑定的作用：分支中想要使用匹配的结果，通过 @ 符号可以将匹配的结果和某个变量绑定，然后就可以使用这个变量了。

03 if let 和 while let

这两个结构其他语言没见过，可以理解为是某些场景下替代 match，让代码更简洁，因为 match 必须穷尽所有情况，而 if let 和 while let 没有此限制。

以下代码：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. let some_u8_value = Some(3u8); 
    2. 
  
  
  
  
  2. match some_u8_value { 
    3. 
  
  
  
  
  3.   Some(3) => println!("three"), 
    4. 
  
  
  
  
  4.   _ => (), // 有点多余 
    5. 
  
  
  
  
  5. } 
    6.

改为 if let：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. let some_u8_value = Some(3u8); 
    2. 
  
  
  
  
  2. if let Some(3) = some_u8_value { 
    3. 
  
  
  
  
  3.  println!("three"); 
    4. 
  
  
  
  
  4. } 
    5.

和 match 一样，if let 和 while let 都是表达式;

  • if/while let 等号左侧是模式，右侧是要匹配的值;所以当右侧的值和左侧的模式匹配时，执行对应的语句块;所以，有时候 if let 也可以单纯的当做解构使用;
  • if let 支持普通的 else if 和 else;while let 没有 else;
  • while let 语法和 if let 类似。这里就不举例子了。

04 小结

Rust 中的 match 虽然和其他语言的 switch 类似，很显然，match 的复杂度比 switch 高。当然，不管复杂与否，最关键还是要实际使用，需要不断实际练习。

通常，match 和 Option、枚举一起使用，因此，在讲解这两个知识点时，一般会使用到 match。

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