模式匹配第二彈：元組，range 和類型

在上一篇文章中，我們已經看過了使用 switch 來對枚舉進行基本的模式匹配。那如果對除枚舉外的其它類型使用 switch來進行模式匹配會怎樣呢？

對元組進行模式匹配

在 Swift 當中，switch 并不像 ObjC 一樣只能對整型或枚舉進行匹配。

事實上，我們可以使用 switch 對很多類型進行匹配，包括（但不僅限于）元組。

這意味著我們只要將多個數據組合在一個元組中，就可以一次性匹配多個數據。比如說，如果你有一個 CGPoint，并且你想確定這個點是否位于某個坐標軸上，則可以使用 switch 來匹配它的 .x 和 .y 屬性！

let point = CGPoint(x: 7, y: 0)
switch (point.x, point.y) {
  case (0,0): print("On the origin!")
  case (0,_): print("x=0: on Y-axis!")
  case (_,0): print("y=0: on X-axis!")
  case (let x, let y) where x == y: print("On y=x")
  default: print("Quite a random point here.")
}

注意我們在上一篇文章中使用過的 _ 通配符，以及第四個 case 使用到的 (let x, let y) 可以對變量進行綁定，然后使用 where 來檢查它們是否相等。

Case 是按順序判斷的

還有一點要注意的是，switch 是按 case 模式被指定的順序來判斷求值的，并且它會在匹配到第一個滿足的 case 后跳出。與 C 和 Objective-C 不同，我們不需要使用 break 關鍵字¹。

這意味著在上面的代碼中，如果坐標是 (0, 0)，則它會匹配第一個 case 打印出 "On the origin!"，并就此打住，就算(0, _) 和 (_, 0) 也符合匹配的條件，它也不會再去進行匹配。因為它已經在第一個匹配之后跳出了。

字符串與字符

為什么要止步于元組呢？在 Swift 當中，我們也可以使用 switch 來對很多原生類型進行匹配，包括字符串和字符，比如：

let car: Character = "J"
switch car {
  case "A", "E", "I", "O", "U", "Y": print("Vowel")
  default: print("Consonant")
}

可以注意到，我們可以使用按逗號分隔的多個模式來進行匹配，使符合這些模式的匹配（這里是匹配所有的元音字母）都執行同一段代碼。這可以避免我們寫很多重復的代碼。

Range

Range 在模式匹配中也很有用。提醒一下，Range<T> 是一個泛型類型，它包含了 T 類型的 start 和 end 成員，同時T 必須是一個 ForwardIndexType。這包括 Int 和 Character 在內的許多類型。

我們可以使用 Range(start: 1900, end: 2000) 來顯式地聲明一個 range，也可以使用語法糖操作符 ..<（不包含最后一個數 end）或 ...（包含最后一個數 end），所以我們也可以將上面的 range 寫為 1900..<2000（更方便也更易讀）

那么我們如何在 switch 當中使用它們呢？其實相當簡單，在 case 模式中使用 range 來判斷值是否落于這個范圍內！

let count = 7
switch count {
  case Int.min..<0: print("Negative count, really?")
  case 0: print("Nothing")
  case 1: print("One")
  case 2..<5: print("A few")
  case 5..<10: print("Some")
  default: print("Many")
}

可以看到我們在 case 當中混用了 Int 整型值與 Range<Int> 的值。這樣的使用并沒有任何問題，只要我們保證覆蓋了所有可能的情況。

雖說 Int 是最常用的 range 類型，我們也可以使用其它的 ForwardIndexType 類型，包括… Character！還記得上面寫的代碼么？它有一點問題，那就是對于標點符號以及其它不是 A-Z 的字符，它也會打印出 “Consonant”。讓我們來解決這個問題²（同時也增加了小寫字母）：

func charType(car: Character) -> String {
  switch car {
    case "A", "E", "I", "O", "U", "Y", "a", "e", "i", "o", "u", "y":
      return "Vowel"
    case "A"..."Z", "a"..."z":
      return "Consonant"
    default:
      return "Other"
  }
}
print("Jules Verne".characters.map(charType))
// ["Consonant", "Vowel", "Consonant", "Vowel", "Consonant", "Other", "Consonant", "Vowel", "Consonant", "Consonant", "Vowel"]

類型

至此一切順利，但我們能不能更進一步呢？答案是當然沒問題：讓我們把模式匹配用在… 類型上！

在這里，我們定義了三個結構體，并遵守相同的協議：

protocol Medium {
  var title: String { get }
}
struct Book: Medium {
  let title: String
  let author: String
  let year: Int
}
struct Movie: Medium {
  let title: String
  let director: String
  let year: Int
}
struct WebSite: Medium {
  let url: NSURL
  let title: String
}

// And an array of Media to switch onto
let media: [Medium] = [
  Book(title: "20,000 leagues under the sea", author: "Jules Vernes", year: 1870),
  Movie(title: "20,000 leagues under the sea", director: "Richard Fleischer", year: 1955)
]

然后我們要如何對 Medium 使用 switch 的模式匹配，讓它對 Book 和 Movie 做不同的事呢？簡單，在模式匹配中使用as 和 is！

for medium in media {
  // The title part of the protocol, so no need for a switch there
  print(medium.title)
  // But for the other properties, it depends on the type
  switch medium {
  case let b as Book:
    print("Book published in \(b.year)")
  case let m as Movie:
    print("Movie released in \(m.year)")
  case is WebSite:
    print("A WebSite with no date")
  default:
    print("No year info for \(medium)")
  }
}

注意到對 Book 和 Movie 使用的 as，我們需要確定它們是不是特定的類型，如果是，則將它們轉換后的類型賦值給一個常量（let b 或 let m)，因為我們之后要使用到這個常量³。

而另一方面，對 WebSite 我們只使用了 is，因為我們只需要檢查 medium 是不是一個 Website 類型，如果是，我們并沒有對它進行轉換與存儲在常量中（我們不需要在 print 語句中使用到它）。這與使用 case let _as Website 有點類似，因為我們只關心它是不是 Website 類型，而不需要它的對象的值。

注意：如果必須在 swtich 匹配中使用到 as 和 is，這里有可能存在代碼異味，比如，在上面這個特定的例子中，在protocol Medium 當中添加一個 releaseInfo: String { get } 屬性就比使用 switch 來對不同的類型進行匹配要好。

下一步

在接下來的部分，我們會學習如何創建可以直接使用于模式匹配的自定義類型，探索更多的語法糖，并看到如何在 switch語句之外使用模式匹配，以及更加復雜的匹配表達式… 迫不及待了吧！

1. 可以使用 fallthrough 關鍵字來讓求值判斷流向下一個 case。但是在實踐上要使用到這個關鍵字的場景很少，并不經常會碰到。
2. 當然，這種字符串的分析方法并不是最好的，也不是值得推薦的 —— 因為 Unicode 字符以及本地化都比這復雜得多。所以類似這樣的功能我們更應該使用 NSCharacterSet，考慮當前的 NSLocale 把哪些字母定義為元音（“y” 是元音嗎？還有 “?” or “?” 呢？），等等。不要把這個例子看得太認真，我只是用它來展示 switch + Range 的強大而已。
3. 盡管與 if let b = medium as? Book 表達式很相似 —— 當 medium 可以被轉換為特定類型的時候，它們都將其綁定到一個變量上 —— 但是在模式匹配中我們要使用 as 而非 as?。盡管它們的機制很相似，但是它們的語義是不同的（“嘗試進行類型轉換，如果失敗就返回 nil” vs “判斷這個模式是不是匹配這種類型”）。

來源：http://swift.gg/2016/04/27/pattern-matching-2/