模式匹配是Rust语言的一项神奇功能，请阅读文本了解更多。
什么是模式匹配
在许多编程语言中，模式匹配都是一个强大而通用的功能，
Rust中也有这个功能。
它是我最喜欢的语言功能之一，
我最早是在OCaml中发现它的，它也是函数式编程的支柱之一。
模式匹配的核心是允许开发人员根据一系列模式检查给定值， 并根据匹配结果执行相应的代码。 这意味着模式匹配更注重数据的形状， 而不是数据本身。
在Rust中的模式匹配语法
在Rust中，模式匹配是使用match关键字完成的。
基本语法如下所示：
match value {
pattern1 => { },
pattern2 => { },
...
_ => { },
}
在花括号之间，您可以找到该值可以具有的不同形状，
在=>之后，您可以找到模式匹配时执行的代码。
代码可以是单个表达式或用大括号括起来的代码块
_模式是一个包罗万象的模式，
如果前面的模式都不匹配，则匹配任何内容。
模式匹配是一项强大的功能， 因为Rust会检查模式的详尽性，即它将确保所有模式都得到处理， 并且如果您忘记处理某个模式，它会警告您。
模式匹配案例
- 匹配数字
let number = 3;
match number {
1 => println!("One"),
2 => println!("Two"),
3 => println!("Three"),
_ => println!("Something else"),
}
功能
- 本例检查数字的值，并打印数字对应的单词(如果数字在
1和3之间) - 通用模式
_，是任何未具体匹配的数字(如3以外的数字)的默认情况。 如果缺少了它，Rust就会提示错误，并告诉您该模式并不详尽。
优势
- 与多个
if-else语句相比，此处使用模式匹配简化了逻辑。 它更加简洁和可读，特别是对于固定范围的值。
- 匹配字符串
let day = "thursday";
match day {
"monday" => println!("first day of the week"),
"tuesday" => println!("second day of the week"),
"wednessday" => println!("third day of the week"),
"thursday" => println!("fourth day of the week"),
"friday" => println!("fifth day of the week"),
"saturday" => println!("sixth day of the week"),
"sunday" => println!("seventh day of the week"),
_ => println!("this is not a valid day"),
}
功能
- 这会将字符串
day与代表一周中每一天的七种可能性进行匹配， 并根据匹配执行不同的代码。 最后的包罗万象的模式将捕获不是有效日期的字符串。
优势
- 模式匹配有利于处理特定的已知字符串。
它比使用一些列
if-else语句更清晰、更直接。
- 使用可选项
let some_option: Option<i32> = Some(5);
match some_option {
Some(number) => println!("Number is {}", number),
None => println!("No number"),
}
功能
- 这个例子处理
Option<i32>类型，该类型可能包含整数(Some) 或不包含任何内容(None)。 match语句要么打印数字(如果存在)，要么打印一条消息说没有数字。- 这种处理值缺失的方法比在 其他语言中使用
undefined或nil更安全， 因为None清楚地表明该值不存在，但代码按预期工作，而不是发生了另一种问题。
优势
- 模式匹配非常适合
Option类型，因为它以安全、简洁的方式优雅地处理 两种情况(Some和None)，同时保持代码的确定性。
- 匹配枚举
enum Direction {
Up,
Down,
Left,
Right,
}
let dir = Direction::Up;
match dir {
Direction::Up => println!("Going up!"),
Direction::Down => println!("Going down!"),
Direction::Left => println!("Going left!"),
Direction::Right => println!("Going right!"),
}
功能
-
枚举定义:
WebEvent有五个变体，每种变体代表不同类型的事件。PageLoad和PageUnload等变体包含一个String，KeyPress包含一个u32，MouseClick包含两个x和y坐标结构中的i64值。 -
模式匹配：
在
match语句，每个臂对应不同的WebEvent变体。 对于PageLoad和PageUnload，它会打印URL。 对于KeyPress，它会打印按键代码。 对于MouseClick，它会析构结构以获取x和y坐标并打印出来。 对于ScreenRefresh(屏幕刷新)，它 不携带额外数据，只打印一条信息。
优势
- 对带有值的枚举进行模式匹配，可以简洁地处理封装在每个枚举变量中的不同类型的数据。
与使用嵌套的
if-else语句或其他方法相比，通过直接解构每个变体， 代码变得简洁、更易读。这种方法还能确保处理所有可能的情况(枚举的变体)， 从而使代码更加健壮和详尽。
- 复杂模式
let pair = (0, -2);
match pair {
(0, y) => println!("Y axis: {}", y),
(x, 0) => println!("X axis: {}", x),
_ => println!("Somewhere on the plane"),
}
功能
- 此示例处理包含两个整数的元组对。
- 匹配检查两个整数中的任何一个是否为零，并识别该对位于哪个轴上， 或者以其他方式确认它位于平面上的某个位置。
优势
- 像这样的复杂模式匹配对于解构和处理各种数据类型非常有用。
它比嵌套的
if-else语句更高效、更易读，尤其是在处理元组等多组数据结构时。
let array = [1, 2, 3];
match array {
[0, ..] => println!("Array starts with 0"),
[1, 2, 3] => println!("Array contains 1, 2, 3"),
[_, _, _] => println!("Array has three elements"),
}
功能
- 前缀匹配：
[0, ..]使用..模式来匹配以0开头的任何数组。如果数组以0开头(如[0,4,5])， 则会打印Arraystarts with 0。 - 完全匹配：
[1, 2, 3]匹配恰好包含1,2,3的数组。如果数组是[1,2,3]， 则打印Array contains 1,2,3 - 长度匹配：
[_,_,_]匹配任何具有三个元素的数组，而不管它们的值是多少。 如果数组有三个元素，如[7,8,9]则打印数组有三个元素。由于在进行模式匹配之前， 数组的长度是已知的，因此它或多或少起到了一网打尽的作用。
优势
- 数组上的模式匹配可以成为验证数组或其包含的元素的形状的强大工具，
而无需诉诸更复杂的遍历数组的方法(如
fold或map)
限制和考虑因素
Rust 对数组的模式匹配是有限的，因为我们需要在编译时知道数组的大小。 模式必须考虑数组的长度，这与其他数据类型（如向量）相比会有限制，因为后者的长度可以是动态的。 对于小数组和固定大小的数组， 模式匹配可以为处理基于数组的逻辑提供一种简洁、可读性强的方法， 但对于较长的数组，使用这种方法就会变得更加麻烦。
为什么更喜欢模式匹配而不是if条件
模式匹配是一项强大的功能，因为它不仅仅是检查相等性， 还可以重组数据类型，如元组或枚举，从而直接提取值。
与一系列 if 语句相比，这使得代码更加简洁、可读性更强、更不容易出错，
尤其是在处理复杂的数据结构时。
模式匹配还能确保处理所有可能的情况，无论是特定情况还是默认情况，从而使代码更加健壮。
总之，Rust 中的模式匹配为处理条件逻辑提供了一种清晰、简洁和强大的方法。
在使用 Rust 的各种数据类型（如枚举和选项）时，它的作用尤为突出， 让开发人员可以编写出更可读、更易维护的代码。
无论是处理简单的值还是复杂的数据结构，模式匹配都能大大简化 Rust 代码。
最后的话
Rust 中的模式匹配为处理不同类型的数据和条件提供了一种结构化和优雅的方法。
它能够针对不同的数据类型和结构进行重组和匹配， 因此在很多情况下，它比传统的条件语句更受欢迎。
这不仅使代码更具可读性和可维护性，还能确保以安全、稳健的方式全面处理所有可能的情况。
