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大家好，我是站長(zhǎng) polarisxu。

這是 Rust 勸退系列的第 8 個(gè)教程，探討 Rust 中的模式匹配。

01 match 表達(dá)式

關(guān)于 match 表達(dá)式，很多其他語(yǔ)言并沒(méi)有，比如 Go 語(yǔ)言。不過(guò)有些語(yǔ)言開(kāi)始支持 match，比如 PHP 8.0 就有了 match 表達(dá)式。

一般地可以認(rèn)為 match 和 switch 類似，所以 Rust 中沒(méi)有 switch。

match 用于檢查某個(gè)當(dāng)前的值是否匹配一組/列值中的某一個(gè)?？匆粋€(gè)具體的例子：

fn test_match(number: i32) -> &'static str { 
    match number { 
        // 匹配單個(gè)值 
        1 => {println!("One!"); "One!"}, 
        // 匹配多個(gè)值 
        2 | 3 | 5 | 7 | 11 => "This is a prime", 
        // 匹配一個(gè)閉區(qū)間范圍 
        13..=19 => "A teen", 
        // 處理其他情況 
        _ => "Ain't special", 
    } 
} 

看起來(lái)是一個(gè)簡(jiǎn)單的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，但大概率在其他語(yǔ)言沒(méi)見(jiàn)過(guò)。簡(jiǎn)單解釋下：

• 跟其他語(yǔ)言的 switch 類似，可以匹配多個(gè)分支;多個(gè)分支之間，使用 , 分隔;
• 在 match 分支中，=> 左側(cè)是模式，因此叫做模式匹配，比如 | 表示匹配多個(gè)值;..= 表示匹配一個(gè)范圍;右側(cè)是在左側(cè)匹配成功時(shí)要執(zhí)行的操作;
• match 要求窮盡，也就是要包含所有可能的值。因此提供了 _，用來(lái)處理所有其他情況，類似 switch 的 default 分支;但只要窮盡了，可以沒(méi)有 _;
• 如果右側(cè)操作是多個(gè)語(yǔ)句，需要放在 {} 中;
• match 是表達(dá)式，它的結(jié)果是匹配到的模式中，執(zhí)行操作的最后一個(gè)表達(dá)式的結(jié)果。這在 Rust 中是很常見(jiàn)的，之前提到過(guò)，Rust 中一切皆表達(dá)式。所以，這個(gè)例子中 match 表達(dá)式的值即為函數(shù)的返回值。因此，match 的所有分支必須返回同一數(shù)據(jù)類型;
• 注意 match 表達(dá)式最后是否有分號(hào)的區(qū)別;

日常吐槽：在 match 中匹配區(qū)間，如果想和 for in 一樣，使用 .. 來(lái)表示半閉半開(kāi)區(qū)間，結(jié)果報(bào)錯(cuò)?？吹劫Y料說(shuō)應(yīng)該使用 …，但卻提示該語(yǔ)法已廢棄!為啥語(yǔ)法結(jié)構(gòu)還不保持一致呢?!

看一個(gè)接收 match 結(jié)果的例子：

let boolean = true; 
let binary = match boolean { 
  false => 0, 
  true => 1, 
}; // 注意這里的分號(hào) 
println!("{} -> {}", boolean, binary); 

02 match 其他用法

上面介紹了常規(guī)的 match 操作。match 還有很多其他的用法。

解構(gòu)

當(dāng)元組和 match 一起時(shí)，可以解構(gòu)元組。

fn main() { 
  // 試一試將不同的值賦給 `pair` 
    let pair = (0, -2); 
     
    println!("Tell me about {:?}", pair); 
    // match 可以解構(gòu)一個(gè)元組 
    match pair { 
        // 解構(gòu)出第二個(gè)值 
        (0, y) => println!("First is `0` and `y` is `{:?}`", y), 
        (x, 0) => println!("`x` is `{:?}` and last is `0`", x), 
        _      => println!("It doesn't matter what they are"), 
        // `_` 表示不將值綁定到變量 
    } 
} 

關(guān)于枚舉和指針、引用和 match 的結(jié)合，以后遇到再講解。

guard 語(yǔ)句

在 match 分支中可以加上過(guò)濾條件。接著上面元組解構(gòu)的例子：

fn main() { 
    let pair = (2, -2); 
 
    println!("Tell me about {:?}", pair); 
    match pair { 
        (x, y) if x == y => println!("These are twins"), 
        // `if` 條件部分是一個(gè)衛(wèi)語(yǔ)句 
        (x, y) if x + y == 0 => println!("Antimatter, kaboom!"), 
        (x, _) if x % 2 == 1 => println!("The first one is odd"), 
        _ => println!("No correlation..."), 
    } 
} 

綁定

這是什么意思呢?看一個(gè)例子：(來(lái)自 rust by example)

// `age` 函數(shù)，返回一個(gè) `u32` 值。 
fn age() -> u32 { 
    15 
} 
 
fn main() { 
    println!("Tell me type of person you are"); 
 
    match age() { 
        0             => println!("I'm not born yet I guess"), 
        // 可以直接 `match` 1 ..= 12，但怎么把歲數(shù)打印出來(lái)呢？ 
        // 在 1 ..= 12 分支中綁定匹配值到 `n` ?，F(xiàn)在年齡就可以讀取了。 
        n @ 1  ..= 12 => println!("I'm a child of age {:?}", n), 
        n @ 13 ..= 19 => println!("I'm a teen of age {:?}", n), 
        // 不符合上面的范圍。返回結(jié)果。 
        n             => println!("I'm an old person of age {:?}", n), 
    } 
} 

match 后是一個(gè)函數(shù)，我們希望在分支中，根據(jù)匹配結(jié)果，使用 age 函數(shù)的返回值。當(dāng)然，這個(gè)例子有點(diǎn)多此一舉，完全可以在 match 之前用變量存儲(chǔ) age 函數(shù)的返回值。

那換一個(gè)例子：

fn some_number() -> Option<u32> { 
    Some(41) 
} 
 
fn main() { 
    match some_number() { 
        Some(n @ 40..=42) => println!("The Answer: {}!", n), 
        Some(n)      => println!("Not interesting... {}", n), 
        _            => (), 
    } 
} 

• 關(guān)于 Option 以后講解

這個(gè)例子很好的講解了綁定的作用：分支中想要使用匹配的結(jié)果，通過(guò) @ 符號(hào)可以將匹配的結(jié)果和某個(gè)變量綁定，然后就可以使用這個(gè)變量了。

03 if let 和 while let

這兩個(gè)結(jié)構(gòu)其他語(yǔ)言沒(méi)見(jiàn)過(guò)，可以理解為是某些場(chǎng)景下替代 match，讓代碼更簡(jiǎn)潔，因?yàn)?match 必須窮盡所有情況，而 if let 和 while let 沒(méi)有此限制。

以下代碼：

let some_u8_value = Some(3u8); 
match some_u8_value { 
  Some(3) => println!("three"), 
  _ => (), // 有點(diǎn)多余 
} 

改為 if let：

let some_u8_value = Some(3u8); 
if let Some(3) = some_u8_value { 
 println!("three"); 
} 

和 match 一樣，if let 和 while let 都是表達(dá)式;

• if/while let 等號(hào)左側(cè)是模式，右側(cè)是要匹配的值;所以當(dāng)右側(cè)的值和左側(cè)的模式匹配時(shí)，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句塊;所以，有時(shí)候 if let 也可以單純的當(dāng)做解構(gòu)使用;
• if let 支持普通的 else if 和 else;while let 沒(méi)有 else;
• while let 語(yǔ)法和 if let 類似。這里就不舉例子了。

04 小結(jié)

Rust 中的 match 雖然和其他語(yǔ)言的 switch 類似，很顯然，match 的復(fù)雜度比 switch 高。當(dāng)然，不管復(fù)雜與否，最關(guān)鍵還是要實(shí)際使用，需要不斷實(shí)際練習(xí)。

通常，match 和 Option、枚舉一起使用，因此，在講解這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，一般會(huì)使用到 match。

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