第18章：Scalaのパターンマッチ

今回は パターンマッチ だ！！
こいつ凄い奴なんだぜ。

実は最初、全く使い道がわからなかった。
ifで良いんじゃね？とか思ってけど、
ifよりもやれることの幅が広すぎるんだ。

書きながら見てみよう！

パターンマッチとは

ifやswitchのように条件分岐に分類されるのかな。
ただifやswitchと同等に使うだけではもったいない。

どれだけ凄いか見てみよう！

パターン

意識してなかったけどパターン色々あるんだね。。。

最初は戸惑うかもしれないけど、簡単なパターンから見てみよう。

定数パターン

まずは、Javaのswich文ぽいやつ。

PatternMatchConst.scala

import scala.util.Random

object PatternMatchConst {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val random = Random.nextBoolean

    val num = random match {
      case true => 1
      case false => 0
    }

    println("random:" + random)
    println("number:" + num)
  }

}

動かしてみるよ！

$ scalac PatternMatchConst.scala

$ scala PatternMatchConst
random:true
number:1

ここではランダムなBoolean を生成して変数random に束縛している。
そして変数random に対してパターンマッチを実施する。
それがcase の後のtrue とfalse だ。

そしてマッチした方の値を変数num に束縛させる。

パターンマッチも式であることを意識するために
戻り値を返し変数に束縛させるソースコードにしてみた。

束縛とは

本とかだと、以下のような記述が良く出てくる。

値を変数に束縛する

式で得た結果を変数に紐づけるという感じなのかな。
代入と似ているけど、考え方から違うんだよね。

bind の訳として用いられているね。

今回はパターンマッチが本題なので、詳しく知りたい場合は以下を読んでみて下さい。

Smalltalk use: better《余録》代入 vs. 束縛

型パターン

次は 型 だ。Javaのinstanceofと似ている。

PatternMatchType.scala

object PatternMatchType {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val list = List(1, true, "J")

    for (value <- list) {
      value match {
        case num: Integer => println("num=" + num)
        case bool: Boolean => println("bool=" + bool)
        case name: String => println("name=" + name)
        case _ => println("value=" + value)
      }
    }

  }

}

$ scalac PatternMatchType.scala

$ scala PatternMatchType
num=1
bool=true
name=J

型に応じてやることを決めているんだ。

ワイルドカードパターン

つぎはワイルドカード_だ。

PatternMatchWild.scala

object PatternMatchWild {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val num = 4

    num match {
      case _ => println("number:" + num)

    }
  }

}

$ scalac PatternMatchWild.scala

$ scala PatternMatchWild
number:4

全てのパターンにマッチしちゃうんだ。

ワイルドカードパターンがない場合

どうなるか見てみよう。

PatternMatchNoWild.scala

object PatternMatchNoWild {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val list = List(1, true, "J")

    for (value <- list) {
      value match {
        case num: Integer => println("num=" + num)
        case bool: Boolean => println("bool=" + bool)
      }
    }

  }

}

$ scalac PatternMatchNoWild.scala

$ scala PatternMatchNoWild
num=1
bool=true
scala.MatchError: J (of class java.lang.String)
	at PatternMatch3_2$$anonfun$main$1.apply(PatternMatch3_2.scala:7)
	at PatternMatch3_2$$anonfun$main$1.apply(PatternMatch3_2.scala:6)
	at scala.collection.immutable.List.foreach(List.scala:318)
	at PatternMatch3_2$.main(PatternMatch3_2.scala:6)
	at PatternMatch3_2.main(PatternMatch3_2.scala)
	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:57)
	at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
	at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:601)
	at scala.tools.nsc.util.ScalaClassLoader$$anonfun$run$1.apply(ScalaClassLoader.scala:71)
	at scala.tools.nsc.util.ScalaClassLoader$class.asContext(ScalaClassLoader.scala:31)
	at scala.tools.nsc.util.ScalaClassLoader$URLClassLoader.asContext(ScalaClassLoader.scala:139)
	at scala.tools.nsc.util.ScalaClassLoader$class.run(ScalaClassLoader.scala:71)
	at scala.tools.nsc.util.ScalaClassLoader$URLClassLoader.run(ScalaClassLoader.scala:139)
	at scala.tools.nsc.CommonRunner$class.run(ObjectRunner.scala:28)
	at scala.tools.nsc.ObjectRunner$.run(ObjectRunner.scala:45)
	at scala.tools.nsc.CommonRunner$class.runAndCatch(ObjectRunner.scala:35)
	at scala.tools.nsc.ObjectRunner$.runAndCatch(ObjectRunner.scala:45)
	at scala.tools.nsc.MainGenericRunner.runTarget$1(MainGenericRunner.scala:74)
	at scala.tools.nsc.MainGenericRunner.process(MainGenericRunner.scala:96)
	at scala.tools.nsc.MainGenericRunner$.main(MainGenericRunner.scala:105)
	at scala.tools.nsc.MainGenericRunner.main(MainGenericRunner.scala)

こんな感じになっちゃいました。
何かしらのパターンにマッチしないといけないんだね。

別の手段で制御しないのであれば、ワイルドカードパターンを最後に書くようにしよう。

変数パターン

次は変数に束縛させてみるよ。ここからJavaの世界から離れるね。

PatternMatchVar.scala

object PatternMatchVar {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val random = 4

    val result = random match {
      case num => num * 2
    }

    println("random:" + random)
    println("number:" + result)
  }

}

$ scalac PatternMatchVar.scala

$ scala PatternMatchVar
random:4
number:8

まずこのパターンは全ての値にマッチするんだ。
しかもマッチした値を __変数 num に束縛__させているんだ。

そして処理の中で使用している。
変数num を2倍にしているんだ。

ワイルドカードパターンと似ているけど、別の変数に束縛していところが違うんだ。

##シーケンスパターン

なんとシーケンスともマッチングできるんだ。

PatternMatchSeq.scala

object PatternMatchSeq {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val seq = Seq(1, 2, 3, 4)

    val result = seq match {
      case Seq(1, a, _*) => a
      case _ => 0
    }

    println("number:" + result)
  }

}

$ scalac PatternMatchSeq.scala

$ scala PatternMatchSeq
number:2

ここでは先頭要素が1 で、要素数2個以上のSeq という条件でマッチングしている。
_* は0個以上の任意の要素を表すんだ。
そして、1番目の要素を変数a に束縛しているんだ。

タプルパターン

タプルでももちろんできるぞ。

PatternMatchTuple.scala

object PatternMatchTuple {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val tuple = (1, 2, "OK")

    val result = tuple match {
      case (1, 2, x) => x
      case _ => "NG"
    }

    println("result:" + result)
  }

}

$ scalac PatternMatchTuple.scala

$ scala PatternMatchTuple
result:OK

もう馴れてきたかな？

コンストラクタパターン

ケースクラスと組み合わせて使うパターンだ。
フィールドまでマッチングできるようになるんだ。

PatternMatchConstructor.scala

object PatternMatchConstructor {

  case class Person(name: String, age: Int, education: String)

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val person = Person("椿山 清美", 15, "男塾")

    val belongTo = person match {
      case Person("独眼鉄", _, "男塾") => "鎮守直廊三人衆 "
      case Person("椿山 清美", _, "男塾") => "一号生"
      case _ => "一般市民"
    }

    println("所属:" + belongTo)
  }

}

$ scalac PatternMatchConstructor.scala

$ scala PatternMatchConstructor
所属:一号生

フィールドまでパターンマッチ対象にしているから
独眼鉄様にマッチしないのがわかったかな？

今回はここまでだ！

#まとめ
パターンマッチ凄い奴だろ？
こんな凄い奴は使わないと損だぞ。

でも最近は、パターンマッチを書かないで綺麗に書けないかな？
と考えてたりするんだよね。。。

今回も
体で感じてくれたかな？