【发布时间】：2010-09-17 00:39:50
【问题描述】：
我一直试图向几个人解释 switch 语句和模式匹配 (F#) 之间的区别，但我真的无法很好地解释它..大多数时候他们只是看着我说“那你为什么不直接使用 if..then..else”。
你会如何向他们解释？
编辑！谢谢大家的好答案，我真的希望我能标记多个正确的答案。
【问题讨论】：
标签： f# pattern-matching ocaml sml
【发布时间】：2010-09-17 00:39:50
【问题描述】：
也许你可以用字符串和正则表达式来类比？您描述您要查找的什么，然后让编译器自己找出如何。它使您的代码更简单、更清晰。
顺便说一句：我发现模式匹配最有用的地方在于它鼓励了良好的习惯。我首先处理极端案例，很容易检查我是否涵盖了所有案例。
【讨论】：
【讨论】：
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“体验”。好话。 :-)
在我的头顶：
- 编译器可以判断您是否没有涵盖匹配中的所有可能性
- 您可以将匹配项用作作业
- 如果您有一个有区别的联合，则每个匹配项都可以有不同的“类型”
【讨论】：
模式为您提供了一种小语言来描述您想要匹配的值的结构。结构可以任意深，您可以将变量绑定到结构化值的某些部分。
这使您可以非常简洁地编写内容。你可以用一个小例子来说明这一点，比如简单类型数学表达式的导函数：
type expr =
| Int of int
| Var of string
| Add of expr * expr
| Mul of expr * expr;;
let rec d(f, x) =
match f with
| Var y when x=y -> Int 1
| Int _ | Var _ -> Int 0
| Add(f, g) -> Add(d(f, x), d(g, x))
| Mul(f, g) -> Add(Mul(f, d(g, x)), Mul(g, d(f, x)));;
此外，由于模式匹配是静态类型的静态构造，编译器可以 (i) 验证您是否涵盖了所有情况 (ii) 检测永远无法匹配任何值的冗余分支 (iii) 提供非常有效的实现（使用跳跃等）。
【讨论】：
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很好的例子。在向“无功能的人”解释模式匹配时，我想提一下，使用 PM，您的条件可以检查数据的“形状”，而使用 if/switch 则更加困难、丑陋和低效。
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Add of expr * expr我想你是想写+ -
No lukas，这是抽象语法，不是具体语法，所以
+无效，*不应被解释为算术乘法。Add of expr * expr声明了一个非常量构造函数Add，其 2 个参数的类型均为expr。因此，您可以使用它来构造 2 个标记为Add的表达式的组合。
开关是两个前轮。
模式匹配是整辆车。
【讨论】：
模式匹配比 switch 语句和方法调度有几个优点：
- 模式匹配可以作用于整数， 浮点数、字符串和其他类型为 以及对象。
- 模式匹配可以作用于多个 同时不同的值： 并行模式匹配。方法 dispatch 和 switch 仅限于单个 值，例如“这个”。
- 模式可以嵌套，允许 在任意树上调度 深度。方法调度和切换是有限的 到非嵌套的情况。
- 或模式允许子模式 共享。方法分派只允许 当方法来自时共享 碰巧共享一个基础的类 班级。否则你必须手动 将共性分解为 单独的功能（给它一个 名称），然后手动插入调用 从所有适当的地方到您的 不必要的功能。
- 模式匹配提供冗余 检查哪个捕获了错误。
- 嵌套和/或并行模式 匹配为您优化 F# 编译器。 OO 等效项必须 不断手写 期间手动重新优化 发展，这是令人望而却步的 繁琐且容易出错，所以 生产质量的 OO 代码倾向于 相比之下非常慢。
- 活动模式允许您注入 自定义调度语义。
【讨论】：
OCaml 中的模式匹配，除了在上面描述的几种方式中提到的更具表现力之外，还提供了一些非常重要的静态保证。编译器将为您证明您的模式匹配语句所体现的案例分析是：
- 详尽无遗（没有遗漏案例）
- 非冗余（没有因为被前一个案例抢占而永远无法命中的案例）
- 声音（考虑到相关数据类型，没有不可能的模式）
这真是一件大事。当您第一次编写程序时它很有帮助，并且在您的程序不断发展时非常有用。如果使用得当，匹配语句可以更轻松地可靠地更改代码中的类型，因为类型系统会将您指向损坏的匹配语句，这是您需要修复的代码的良好指标。
【讨论】：
元组有“，”，变体有 Ctor args .. 这些是构造函数，它们创造事物。
模式是析构函数，它们将它们撕裂。
它们是双重概念。
更强有力地说：元组或变体的概念不能仅仅由它的构造函数来描述：析构函数是必需的，或者你创建的值是无用的。正是这些双重描述定义了一个价值。
通常我们将构造函数视为数据，将析构函数视为控制流。变体析构函数是备用分支（许多之一），元组析构函数是并行线程（所有许多）。
并行性在诸如
之类的操作中很明显(f * g) . (h * k) = (f . h * g . k)
如果您认为控制流经函数，元组提供了一种将计算拆分为并行控制线程的方法。
这样看来，表达式是组合元组和变体以构成复杂数据结构的方法（想想 AST）。
模式匹配是组合析构函数的方法（再次想想 AST）。
【讨论】：
If-Else（或 switch）语句是关于根据手头值的属性选择不同的方式来处理值（输入）。
模式匹配是关于定义如何处理一个给定结构的值，（还要注意单例模式匹配是有意义的）。
因此，模式匹配更多的是解构值而不是做出选择，这使得它们成为在归纳结构（递归联合类型）上定义（递归）函数的一种非常方便的机制，这解释了为什么它们在 Ocaml 等语言中如此广泛地使用.
PS：您可能知道模式匹配和 If-Else “模式”从它们在数学中的特别使用中；
"如果 x 具有属性 A，则 y 否则 z" (If-Else)
“p1..pn 中的某个术语，其中 .... 是 x.. 的素数分解”（（单例）模式匹配）
【讨论】：