模式匹配vs if-else

Question

我是斯卡拉的新手.最近我写了一个爱好应用程序,并发现自己试图在许多情况下使用模式匹配而不是if-else.

user.password == enteredPassword match {
  case true => println("User is authenticated")
  case false => println("Entered password is invalid")
}

代替

if(user.password == enteredPassword)
  println("User is authenticated")
else
  println("Entered password is invalid")

这些方法是否相同？出于某种原因,其中一个比另一个更受欢迎吗？

Answer 1

class MatchVsIf {
  def i(b: Boolean) = if (b) 5 else 4
  def m(b: Boolean) = b match { case true => 5; case false => 4 }
}

我不确定你为什么要使用更长更笨的第二版.

scala> :javap -cp MatchVsIf
Compiled from "<console>"
public class MatchVsIf extends java.lang.Object implements scala.ScalaObject{
public int i(boolean);
  Code:
   0:   iload_1
   1:   ifeq    8
   4:   iconst_5
   5:   goto    9
   8:   iconst_4
   9:   ireturn

public int m(boolean);
  Code:
   0:   iload_1
   1:   istore_2
   2:   iload_2
   3:   iconst_1
   4:   if_icmpne   11
   7:   iconst_5
   8:   goto    17
   11:  iload_2
   12:  iconst_0
   13:  if_icmpne   18
   16:  iconst_4
   17:  ireturn
   18:  new #14; //class scala/MatchError
   21:  dup
   22:  iload_2
   23:  invokestatic    #20; //Method scala/runtime/BoxesRunTime.boxToBoolean:(Z)Ljava/lang/Boolean;
   26:  invokespecial   #24; //Method scala/MatchError."<init>":(Ljava/lang/Object;)V
   29:  athrow

这也是匹配的字节码.它即使如此也是相当有效的(除非匹配引发错误,否则没有拳击,这在这里不会发生),但是对于紧凑性和性能,我们应该支持if/ else.但是,如果使用匹配大大提高了代码的清晰度,请继续(除非在您知道性能至关重要的极少数情况下,然后您可能希望比较差异).

Answer 2

不要在单个布尔值上进行模式匹配; 使用if-else.

顺便说一句,代码更好地编写而不重复println.

println(
  if(user.password == enteredPassword) 
    "User is authenticated"
  else 
    "Entered password is invalid"
)

Answer 3

一种可以说是更好的方法是直接对字符串进行模式匹配,而不是比较结果,因为它避免了"布尔盲".http://existentialtype.wordpress.com/2011/03/15/boolean-blindness/

一个缺点是需要使用反引号来保护enteredPassword变量不被遮蔽.

基本上,您应该尽可能避免处理布尔值,因为它们不会在类型级别传达任何信息.

user.password match {
    case `enteredPassword` => Right(user)
    case _ => Left("passwords don't match")
}

Answer 4

两个语句在代码语义方面都是等价的.但是,编译器可能会在一种情况下创建更复杂(因此效率低下)的代码(match).

模式匹配通常用于分解更复杂的构造,例如多态表达式或将unapply对象解构为其组件.我不会建议,使用它作为替代一个简单的if-else语句-有没有错的if-else.

请注意,您可以将其用作Scala中的表达式.因此你可以写

val foo = if(bar.isEmpty) foobar else bar.foo

我为这个愚蠢的例子道歉.

Answer 5

到了 2020 年，Scala 编译器在模式匹配情况下生成了更加高效的字节码。已接受答案中的绩效评论在 2020 年具有误导性。

模式匹配生成的字节代码与 if-else 进行了激烈的竞争，有时模式匹配会获胜，从而提供更好且一致的结果。

人们可以根据情况和简单性使用模式匹配或 if-else。但模式匹配性能较差的结论不再有效。

您可以尝试以下代码片段并查看结果：

def testMatch(password: String, enteredPassword: String) = {
    val entering = System.nanoTime()
    password == enteredPassword match {
      case true => {
        println(s"User is authenticated. Time taken to evaluate True in match : ${System.nanoTime() - entering}"
        )
      }
      case false => {
        println(s"Entered password is invalid. Time taken to evaluate false in match : ${System.nanoTime() - entering}"
        )
      }
    }
  }


 testMatch("abc", "abc")
 testMatch("abc", "def")
    
Pattern Match Results : 
User is authenticated. Time taken to evaluate True in match : 1798
Entered password is invalid. Time taken to evaluate false in match : 3878


If else :

def testIf(password: String, enteredPassword: String) = {
    val entering = System.nanoTime()
    if (password == enteredPassword) {
      println(
        s"User is authenticated. Time taken to evaluate if : ${System.nanoTime() - entering}"
      )
    } else {
      println(
        s"Entered password is invalid.Time taken to evaluate else ${System.nanoTime() - entering}"
      )
    }
  }

testIf("abc", "abc")
testIf("abc", "def")

If-else time results:
User is authenticated. Time taken to evaluate if : 65062652
Entered password is invalid.Time taken to evaluate else : 1809

PS：由于这些数字是纳米精度，因此结果可能无法与确切的数字精确匹配，但关于性能的争论仍然有效。

Answer 6

对于大多数对性能不敏感的代码,有很多很好的理由说明为什么要在if/else上使用模式匹配:

• 它为每个分支强制执行公共返回值和类型
• 在使用详尽检查的语言(如Scala)中,它强制您明确考虑所有情况(并且不需要您不需要的情况)
• 它可以防止早期返回,如果它们级联,数量增长,或者树枝长度超过屏幕高度(此时它们变得不可见),就会变得难以推理.额外的缩进程度会警告你,你在一个范围内.
• 它可以帮助您确定要拔出的逻辑.在这种情况下,代码可能已经被重写,并且更加干燥,可调试和可测试,如下所示:

val errorMessage = user.password == enteredPassword match {
  case true => "User is authenticated"
  case false => "Entered password is invalid"
}

println(errorMesssage)

这是一个等效的if/else块实现:

var errorMessage = ""

if(user.password == enteredPassword)
  errorMessage = "User is authenticated"
else
  errorMessage = "Entered password is invalid"

println(errorMessage)

是的,您可以争辩说,对于像布尔检查这样简单的事情,您可以使用if-expression.但这在这里并不重要,并且不能很好地适应具有2个以上分支的条件.

如果您的高度关注是可维护性或可读性,那么模式匹配非常棒,您应该将它用于甚至是小事情!