【scala原理系列】scala PartialFunction偏函数原理示例源码分析

原创

已于 2023-12-26 12:49:02 修改 · 276 阅读

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#scala #开发语言

于 2023-09-14 09:03:43 首次发布

本文对Scala中的偏函数进行了深入分析。介绍了偏函数原理，它只对输入域的子集定义。还总结了偏函数的多种方法，如isDefinedAt、apply等，并给出代码示例展示其使用方式和效果，有助于理解偏函数在实际开发中的应用。

scala PartialFunction偏函数原理示例源码分析

原理

Scala中的PartialFunction（偏函数）是一种特殊类型的函数，它只对输入域的某个子集定义。换句话说，它只在满足特定条件的输入值上进行操作，而在其他情况下则不进行处理。

PartialFunction是一个特质（trait），定义如下：

trait PartialFunction[-A, +B] extends (A) => B {
   
   
  def isDefinedAt(x: A): Boolean
  def apply(x: A): B
  ...
}

其中，-A表示输入类型，+B表示输出类型。isDefinedAt方法用于判断给定的输入值是否在该偏函数的定义域内，apply方法则定义了实际的操作逻辑。

偏函数可以通过case语句块来定义，例如：

val divideByZero: PartialFunction[Int, Int] = {
   
   
  case x if x != 0 => 10 / x
}

在上述例子中，divideByZero是一个偏函数，它接收一个Int类型的参数，并返回一个Int类型的结果。该偏函数定义了当输入值不为零时，计算 10 / x 的操作。

方法总结

函数名字	描述	参数	返回值
`isDefinedAt(x: A): Boolean`	检查给定的值是否在函数的定义范围内。	x - 要测试的值。	如果`x`在函数的定义范围内，则返回`true`，否则返回`false`。
`apply(x: A): B`	将给定的参数应用于函数，并返回结果。	x - 要应用函数的参数。	函数应用后的结果。
`orElse(that: PartialFunction[A1, B1]): PartialFunction[A1, B1]`	将当前偏函数与另一个偏函数组合起来，创建一个新的偏函数，该函数的定义范围为两个偏函数的定义范围的并集。	that - 另一个偏函数。	组合后的新偏函数。
`andThen[C](k: B => C): PartialFunction[A, C]`	将当前偏函数的结果传递给转换函数，生成一个新的偏函数。	k - 结果转换函数。	转换后的新偏函数。
`lift: A => Option[B]`	将偏函数转换为普通函数，返回`Option`类型的结果。如果输入在偏函数的定义范围内，则返回`Some`，否则返回`None`。	无	无
`applyOrElse[A1 <: A, B1 >: B](x: A1, default: A1 => B1): B1`	根据输入是否在偏函数的定义范围内，选择调用偏函数的`apply`方法或者调用默认的回调函数。	x - 函数参数，default - 默认回调函数。	如果输入在偏函数的定义范围内，则返回偏函数的结果；否则返回回调函数的结果。
`runWith[U](action: B => U): A => Boolean`	将偏函数与动作函数组合起来，仅运行动作函数来处理偏函数的结果，而忽略返回值。	action - 动作函数。	一个新的函数，该函数接受参数并返回布尔值，表示偏函数是否成功执行了动作函数。
`cond[T](x: T)(pf: PartialFunction[T, Boolean]): Boolean`	根据给定的值和偏函数，判断值是否在偏函数的定义范围内，并且偏函数的结果为`true`。	x - 要测试的值，pf - 偏函数。	如果值在偏函数的定义范围内，并且偏函数的结果为`true`，则返回`true`，否则返回`false`。
`condOpt[T,U](x: T)(pf: PartialFunction[T, U]): Option[U]`	将偏函数转换为普通函数，根据给定的值返回`Option`类型的结果。如果值在偏函数的定义范围内，则返回`Some`，否则返回`None`。	无	无
`empty[A, B]: PartialFunction[A, B]`	一个空的偏函数，没有定义域。	无	当尝试调用该偏函数时，会抛出`MatchError`异常。

示例

以下是每种方法的代码示例及其说明：

isDefinedAt(x: A): Boolean

val divideByTwo: PartialFunction[Int, Int] = {
   
   
  case x if x % 2 == 0 => x / 2
}

println(divideByTwo.isDefinedAt(4)) // 输出: true
println(divideByTwo.isDefinedAt(5)) // 输出: false

在这个示例中，isDefinedAt方法用于检查给定的值是否在函数的定义范围内。对于偏函数divideByTwo，它只对偶数进行定义，因此isDefinedAt(4)返回true，而isDefinedAt(5)返回false。

apply(x: A): B

val divideByTwo: PartialFunction[Int, Int] = {
   
   
  case x if x % 2 == 0 => x / 2
}

println(divideByTwo(4)) // 输出: 2

在这个示例中，apply方法用于将给定的参数应用于函数，并返回结果。对于偏函数divideByTwo，如果输入的值是偶数，则返回其除以2的结果。

orElse(that: PartialFunction[A1, B1]): PartialFunction[A1, B1]

val isEven: PartialFunction[Int, String] = {
   
   
  case x if x % 2 == 0 => s"$x is even"
}

val isOdd: PartialFunction[Int, String] = {
   
   
  case x if x % 2 != 0 => s"$x is odd"
}

val numbers: PartialFunction[Int, String] = isEven.orElse(isOdd)

println(numbers(4)) // 输出: 4 is even
println(numbers(5)) // 输出: 5 is odd

在这个示例中，orElse方法用于将两个偏函数组合起来，创建一个新的偏函数。isEven偏函数定义了对偶数的处理逻辑，而isOdd偏函数定义了对奇数的处理逻辑。通过使用orElse方法，可以创建一个新的偏函数numbers，该函数对输入值既可以执行isEven的逻辑，也可以执行isOdd的逻辑。