Correspondência de padrões

Artigo
01/10/2024

Os padrões são regras para transformar dados de entrada. Eles são usados em todo o F# para comparar dados com uma estrutura ou estruturas lógicas, decompor dados em partes constituintes ou extrair informações de dados de várias maneiras.

Observações

Os padrões são usados em muitas construções de linguagem, como a match expressão. Eles são usados quando você está processando argumentos para funções em let associações, expressões lambda e nos manipuladores de exceção associados à try...with expressão. Para obter mais informações, consulte Corresponder expressões, deixar ligações, Expressões do Lambda: a fun palavra-chave e Exceções: a try...with expressão.

Por exemplo, na match expressão, o padrão é o que segue o símbolo do tubo.

match expression with
| pattern [ when condition ] -> result-expression
...

Cada padrão atua como uma regra para transformar a entrada de alguma forma. match Na expressão, cada padrão é examinado por sua vez para ver se os dados de entrada são compatíveis com o padrão. Se uma correspondência for encontrada, a expressão de resultado será executada. Se uma correspondência não for encontrada, a próxima regra de padrão será testada. A parte opcional quando a condição é explicada em Expressões de correspondência.

Os padrões suportados são mostrados na tabela a seguir. Em tempo de execução, a entrada é testada em relação a cada um dos seguintes padrões na ordem listada na tabela, e os padrões são aplicados recursivamente, do primeiro ao último conforme aparecem no código, e da esquerda para a direita para os padrões em cada linha.

Nome	Descrição	Exemplo
Padrão constante	Qualquer literal numérico, de caractere ou de cadeia de caracteres, uma constante de enumeração ou um identificador literal definido	`1.0`, `"test"`, `30`, `Color.Red`
Padrão identificador	Um valor de caso de uma união discriminada, um rótulo de exceção ou um caso de padrão ativo	`Some(x)` `Failure(msg)`
Padrão variável	identificador	`a`
`as` padrão	padrão como identificador	`(a, b) as tuple1`
Padrão OR	padrão1 \| padrão2	`([h] \| [h; _])`
E padrão	pattern1 & pattern2	`(a, b) & (_, "test")`
Contras padrão	identifier :: list-identifier	`h :: t`
Padrão de lista	[ pattern_1; ... ; pattern_n ]	`[ a; b; c ]`
Padrão de matriz	[\| pattern_1; ..; pattern_n \|]	`[\| a; b; c \|]`
Padrão entre parênteses	( padrão )	`( a )`
Padrão de tupla	( pattern_1, ... , pattern_n )	`( a, b )`
Padrão de registro	{ identifier1 = pattern_1; ... ; = identifier_n pattern_n }	`{ Name = name; }`
Padrão curinga	_	`_`
Padrão juntamente com anotação de tipo	padrão : tipo	`a : int`
Padrão de teste de tipo	:? digite [ como identificador ]	`:? System.DateTime as dt`
Padrão nulo	nulo	`null`
Nome do padrão	Nome da EXPR	`nameof str`

Padrões constantes

Padrões constantes são literais numéricos, de caractere e de cadeia de caracteres, constantes de enumeração (com o nome do tipo de enumeração incluído). Uma match expressão que tem apenas padrões constantes pode ser comparada a uma declaração de caso em outros idiomas. A entrada é comparada com o valor literal e o padrão corresponde se os valores forem iguais. O tipo do literal deve ser compatível com o tipo da entrada.

O exemplo a seguir demonstra o uso de padrões literais e também usa um padrão variável e um padrão OR.

[<Literal>]
let Three = 3

let filter123 x =
    match x with
    // The following line contains literal patterns combined with an OR pattern.
    | 1 | 2 | Three -> printfn "Found 1, 2, or 3!"
    // The following line contains a variable pattern.
    | var1 -> printfn "%d" var1

for x in 1..10 do filter123 x

Outro exemplo de um padrão literal é um padrão baseado em constantes de enumeração. Você deve especificar o nome do tipo de enumeração ao usar constantes de enumeração.

type Color =
    | Red = 0
    | Green = 1
    | Blue = 2

let printColorName (color:Color) =
    match color with
    | Color.Red -> printfn "Red"
    | Color.Green -> printfn "Green"
    | Color.Blue -> printfn "Blue"
    | _ -> ()

printColorName Color.Red
printColorName Color.Green
printColorName Color.Blue

Padrões de identificador

Se o padrão for uma cadeia de caracteres que forma um identificador válido, a forma do identificador determinará como o padrão será correspondido. Se o identificador for maior que um único caractere e começar com um caractere maiúsculo, o compilador tentará fazer uma correspondência com o padrão de identificador. O identificador para esse padrão pode ser um valor marcado com o atributo Literal, um caso de união discriminado, um identificador de exceção ou um caso de padrão ativo. Se nenhum identificador correspondente for encontrado, a correspondência falhará e a próxima regra de padrão, o padrão variável, será comparada à entrada.

Os padrões de união discriminados podem ser casos simples nomeados ou podem ter um valor, ou uma tupla contendo vários valores. Se houver um valor, você deverá especificar um identificador para o valor. No caso de uma tupla, você deve fornecer um padrão de tupla com um identificador para cada elemento da tupla ou um identificador com um nome de campo para um ou mais campos de união nomeados. Veja os exemplos de código nesta seção para obter exemplos.

O option tipo é uma união discriminada que tem dois casos, Some e None. Um caso (Some) tem um valor, mas o outro (None) é apenas um caso nomeado. Portanto, Some precisa ter uma variável para o valor associado ao Some caso, mas None deve aparecer por si só. No código a seguir, a variável var1 recebe o valor que é obtido pela correspondência com o Some caso.

let printOption (data : int option) =
    match data with
    | Some var1  -> printfn "%d" var1
    | None -> ()

No exemplo a seguir, a PersonName união discriminada contém uma mistura de cadeias de caracteres e caracteres que representam possíveis formas de nomes. Os casos do sindicato discriminado são FirstOnly, LastOnlye FirstLast.

type PersonName =
    | FirstOnly of string
    | LastOnly of string
    | FirstLast of string * string

let constructQuery personName =
    match personName with
    | FirstOnly(firstName) -> printf "May I call you %s?" firstName
    | LastOnly(lastName) -> printf "Are you Mr. or Ms. %s?" lastName
    | FirstLast(firstName, lastName) -> printf "Are you %s %s?" firstName lastName

Para uniões discriminadas que têm campos nomeados, use o sinal de igual (=) para extrair o valor de um campo nomeado. Por exemplo, considere uma união discriminada com uma declaração como a seguinte.

type Shape =
    | Rectangle of height : float * width : float
    | Circle of radius : float

Você pode usar os campos nomeados em uma expressão de correspondência de padrão da seguinte maneira.

let matchShape shape =
    match shape with
    | Rectangle(height = h) -> printfn $"Rectangle with length %f{h}"
    | Circle(r) -> printfn $"Circle with radius %f{r}"

O uso do campo nomeado é opcional, portanto, no exemplo anterior, ambos Circle(r) e Circle(radius = r) têm o mesmo efeito.

Ao especificar vários campos, use o ponto-e-vírgula (;) como separador.

match shape with
| Rectangle(height = h; width = w) -> printfn $"Rectangle with height %f{h} and width %f{w}"
| _ -> ()

Os padrões ativos permitem definir uma correspondência de padrões personalizados mais complexa. Para obter mais informações sobre padrões ativos, consulte Padrões ativos.

O caso em que o identificador é uma exceção é usado na correspondência de padrões no contexto de manipuladores de exceção. Para obter informações sobre a correspondência de padrões no tratamento de exceções, consulte Exceções: a try...with expressão.

Padrões variáveis

O padrão de variável atribui o valor que está sendo correspondido a um nome de variável, que fica disponível para uso na expressão de execução à direita do -> símbolo. Um padrão de variável por si só corresponde a qualquer entrada, mas os padrões variáveis geralmente aparecem dentro de outros padrões, permitindo que estruturas mais complexas, como tuplas e matrizes, sejam decompostas em variáveis.

O exemplo a seguir demonstra um padrão variável dentro de um padrão de tupla.

let function1 x =
    match x with
    | (var1, var2) when var1 > var2 -> printfn "%d is greater than %d" var1 var2
    | (var1, var2) when var1 < var2 -> printfn "%d is less than %d" var1 var2
    | (var1, var2) -> printfn "%d equals %d" var1 var2

function1 (1,2)
function1 (2, 1)
function1 (0, 0)

como padrão

O as padrão é um padrão que tem uma as cláusula anexada a ele. A as cláusula vincula o valor correspondente a um nome que pode ser usado na expressão de execução de uma match expressão ou, no caso em que esse padrão é usado em uma let associação, o nome é adicionado como uma ligação ao escopo local.

O exemplo a seguir usa um as padrão.

let (var1, var2) as tuple1 = (1, 2)
printfn "%d %d %A" var1 var2 tuple1

Padrão OR

O padrão OR é usado quando os dados de entrada podem corresponder a vários padrões e você deseja executar o mesmo código como resultado. Os tipos de ambos os lados do padrão OR devem ser compatíveis.

O exemplo a seguir demonstra o padrão OR.

let detectZeroOR point =
    match point with
    | (0, 0) | (0, _) | (_, 0) -> printfn "Zero found."
    | _ -> printfn "Both nonzero."
detectZeroOR (0, 0)
detectZeroOR (1, 0)
detectZeroOR (0, 10)
detectZeroOR (10, 15)

E Padrão

O padrão AND requer que a entrada corresponda a dois padrões. Os tipos de ambos os lados do padrão AND devem ser compatíveis.

O exemplo a seguir é como detectZeroTuple mostrado na seção Tuple Pattern mais adiante neste tópico, mas aqui ambos var1 e var2 são obtidos como valores usando o padrão AND.

let detectZeroAND point =
    match point with
    | (0, 0) -> printfn "Both values zero."
    | (var1, var2) & (0, _) -> printfn "First value is 0 in (%d, %d)" var1 var2
    | (var1, var2)  & (_, 0) -> printfn "Second value is 0 in (%d, %d)" var1 var2
    | _ -> printfn "Both nonzero."
detectZeroAND (0, 0)
detectZeroAND (1, 0)
detectZeroAND (0, 10)
detectZeroAND (10, 15)

Contras Padrão

O padrão contras é usado para decompor uma lista no primeiro elemento, o cabeçalho, e uma lista que contém os elementos restantes, a cauda.

let list1 = [ 1; 2; 3; 4 ]

// This example uses a cons pattern and a list pattern.
let rec printList l =
    match l with
    | head :: tail -> printf "%d " head; printList tail
    | [] -> printfn ""

printList list1

Padrão de lista

O padrão de lista permite que as listas sejam decompostas em vários elementos. O próprio padrão de lista pode corresponder apenas a listas de um número específico de elementos.

// This example uses a list pattern.
let listLength list =
    match list with
    | [] -> 0
    | [ _ ] -> 1
    | [ _; _ ] -> 2
    | [ _; _; _ ] -> 3
    | _ -> List.length list

printfn "%d" (listLength [ 1 ])
printfn "%d" (listLength [ 1; 1 ])
printfn "%d" (listLength [ 1; 1; 1; ])
printfn "%d" (listLength [ ] )

Padrão de matriz

O padrão de matriz se assemelha ao padrão de lista e pode ser usado para decompor matrizes de um comprimento específico.

// This example uses array patterns.
let vectorLength vec =
    match vec with
    | [| var1 |] -> var1
    | [| var1; var2 |] -> sqrt (var1*var1 + var2*var2)
    | [| var1; var2; var3 |] -> sqrt (var1*var1 + var2*var2 + var3*var3)
    | _ -> failwith (sprintf "vectorLength called with an unsupported array size of %d." (vec.Length))

printfn "%f" (vectorLength [| 1. |])
printfn "%f" (vectorLength [| 1.; 1. |])
printfn "%f" (vectorLength [| 1.; 1.; 1.; |])
printfn "%f" (vectorLength [| |] )

Padrão entre parênteses

Os parênteses podem ser agrupados em torno de padrões para alcançar a associatividade desejada. No exemplo a seguir, parênteses são usados para controlar a associatividade entre um padrão AND e um padrão contras.

let countValues list value =
    let rec checkList list acc =
       match list with
       | (elem1 & head) :: tail when elem1 = value -> checkList tail (acc + 1)
       | head :: tail -> checkList tail acc
       | [] -> acc
    checkList list 0

let result = countValues [ for x in -10..10 -> x*x - 4 ] 0
printfn "%d" result

Padrão de tupla

O padrão de tupla corresponde à entrada na forma de tupla e permite que a tupla seja decomposta em seus elementos constituintes usando variáveis de correspondência de padrão para cada posição na tupla.

O exemplo a seguir demonstra o padrão de tupla e também usa padrões literais, padrões variáveis e o padrão curinga.

let detectZeroTuple point =
    match point with
    | (0, 0) -> printfn "Both values zero."
    | (0, var2) -> printfn "First value is 0 in (0, %d)" var2
    | (var1, 0) -> printfn "Second value is 0 in (%d, 0)" var1
    | _ -> printfn "Both nonzero."
detectZeroTuple (0, 0)
detectZeroTuple (1, 0)
detectZeroTuple (0, 10)
detectZeroTuple (10, 15)

Padrão de registro

O padrão de registro é usado para decompor registros para extrair os valores dos campos. O padrão não tem de fazer referência a todos os campos do registo; todos os campos omitidos simplesmente não participam da correspondência e não são extraídos.

// This example uses a record pattern.

type MyRecord = { Name: string; ID: int }

let IsMatchByName record1 (name: string) =
    match record1 with
    | { MyRecord.Name = nameFound; MyRecord.ID = _; } when nameFound = name -> true
    | _ -> false

let recordX = { Name = "Parker"; ID = 10 }
let isMatched1 = IsMatchByName recordX "Parker"
let isMatched2 = IsMatchByName recordX "Hartono"

Padrão curinga

O padrão curinga é representado pelo caractere sublinhado (_) e corresponde a qualquer entrada, assim como o padrão variável, exceto que a entrada é descartada em vez de atribuída a uma variável. O padrão curinga é frequentemente usado dentro de outros padrões como um espaço reservado para valores que não são necessários na expressão à direita do -> símbolo. O padrão curinga também é usado com freqüência no final de uma lista de padrões para corresponder a qualquer entrada incomparável. O padrão curinga é demonstrado em muitos exemplos de código neste tópico. Veja o código anterior para um exemplo.

Padrões que têm anotações de tipo

Os padrões podem ter anotações de tipo. Estes se comportam como outras anotações de tipo e guiam a inferência como outras anotações de tipo. Parênteses são necessários em torno de anotações de tipo em padrões. O código a seguir mostra um padrão que tem uma anotação de tipo.

let detect1 x =
    match x with
    | 1 -> printfn "Found a 1!"
    | (var1 : int) -> printfn "%d" var1
detect1 0
detect1 1

Padrão de teste de tipo

O padrão de teste de tipo é usado para fazer a correspondência entre a entrada e um tipo. Se o tipo de entrada for uma correspondência com (ou um tipo derivado de) o tipo especificado no padrão, a correspondência será bem-sucedida.

O exemplo a seguir demonstra o padrão de teste de tipo.

open System.Windows.Forms

let RegisterControl(control:Control) =
    match control with
    | :? Button as button -> button.Text <- "Registered."
    | :? CheckBox as checkbox -> checkbox.Text <- "Registered."
    | _ -> ()

Se você estiver verificando apenas se um identificador é de um tipo derivado específico, não precisará da as identifier parte do padrão, conforme mostrado no exemplo a seguir:

type A() = class end
type B() = inherit A()
type C() = inherit A()

let m (a: A) =
    match a with
    | :? B -> printfn "It's a B"
    | :? C -> printfn "It's a C"
    | _ -> ()

Padrão nulo

O padrão nulo corresponde ao valor nulo que pode aparecer quando você está trabalhando com tipos que permitem um valor nulo. Padrões nulos são freqüentemente usados ao interoperar com o código do .NET Framework. Por exemplo, o valor de retorno de uma API .NET pode ser a entrada para uma match expressão. Você pode controlar o fluxo do programa com base em se o valor de retorno é nulo e também em outras características do valor retornado. Você pode usar o padrão nulo para impedir que valores nulos se propaguem para o resto do programa.

O exemplo a seguir usa o padrão nulo e o padrão variável.

let ReadFromFile (reader : System.IO.StreamReader) =
    match reader.ReadLine() with
    | null -> printfn "\n"; false
    | line -> printfn "%s" line; true

let fs = System.IO.File.Open("..\..\Program.fs", System.IO.FileMode.Open)
let sr = new System.IO.StreamReader(fs)
while ReadFromFile(sr) = true do ()
sr.Close()

Nome do padrão

O nameof padrão corresponde a uma cadeia de caracteres quando seu valor é igual à expressão que segue a nameof palavra-chave. por exemplo:

let f (str: string) =
    match str with
    | nameof str -> "It's 'str'!"
    | _ -> "It is not 'str'!"

f "str" // matches
f "asdf" // does not match

Consulte o nameof operador para obter informações sobre o nome que você pode tomar.

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