JS `Pattern Matching` (提案) `Extractor Pattern` 与 `Binding Pattern` 的组合应用

各位靓仔靓女们，早上好！今天咱们来聊聊JavaScript里一个挺有意思的提案——Pattern Matching，尤其是它里面的Extractor Pattern和Binding Pattern这俩家伙凑一块儿能搞出什么花活。

开场白：Pattern Matching？这是什么鬼？

在座的各位可能已经对一些语言（比如Rust、Haskell、Scala）里的Pattern Matching有所耳闻。简单来说，它就是一种更强大、更灵活的 switch...case 或者 if...else。你可以用它来解构数据，并根据数据的结构和值执行不同的代码块。

JavaScript的Pattern Matching提案还在草案阶段，但已经足够让人兴奋了。它让我们可以写出更简洁、更易读的代码，尤其是在处理复杂数据结构的时候。

第一幕：Pattern Matching 的基本概念

咱们先来了解一下Pattern Matching的一些基本概念，为后面的Extractor Pattern和Binding Pattern打个基础。

• match 表达式: 这是Pattern Matching的核心。类似于 switch，它接收一个表达式作为输入，然后根据不同的 case 进行匹配。

• case 子句: 每个 case 子句包含一个模式 (pattern) 和一个代码块。如果输入表达式匹配了某个模式，那么对应的代码块就会被执行。

• 模式 (Pattern): 这就是Pattern Matching的灵魂所在。模式描述了我们期望匹配的数据结构和值。它可以是简单的字面量，也可以是复杂的对象解构。

第二幕：Binding Pattern – “嘿，我抓到你了，顺便给你起了个名字！”

Binding Pattern就像一个捕手，它不仅能判断输入是否符合某个模式，还能把匹配到的值绑定到一个变量上，方便你在后面的代码中使用。

简单示例：

let result = match (someValue) {
  case let x => { // Binding Pattern: 将 someValue 绑定到变量 x
    console.log(`The value is: ${x}`);
    return x * 2;
  }
  default => {
    console.log("No match!");
    return null;
  }
};

在这个例子中，let x 就是一个 Binding Pattern。它会把 someValue 的值绑定到变量 x 上。然后在 case 的代码块里，我们就可以直接使用 x 了。

进阶示例：对象解构

Binding Pattern 还可以和对象解构一起使用，从对象中提取特定的属性值。

let person = { name: "Alice", age: 30, city: "New York" };

let result = match (person) {
  case let { name, age } => { // Binding Pattern: 解构对象并绑定到 name 和 age
    console.log(`Name: ${name}, Age: ${age}`);
    return age;
  }
  default => {
    console.log("No match!");
    return null;
  }
};

这里，let { name, age } 将 person 对象的 name 和 age 属性分别绑定到变量 name 和 age 上。

第三幕：Extractor Pattern – “我来帮你拆快递，看看里面装了啥！”

Extractor Pattern 就像一个拆快递的专家。它允许你自定义匹配逻辑，并提取出你需要的信息。这对于处理复杂的数据结构或者需要进行自定义验证的情况非常有用。

Extractor Pattern 通常会定义一个“提取器”对象，这个对象包含一个 unapply 方法。unapply 方法接收输入值，并返回一个可选的结果。如果结果存在，表示匹配成功，并且可以提取出一些值供后面的代码使用。

简单示例：

// 定义一个提取器，用于判断一个数字是否是偶数
let Even = {
  unapply: (num) => {
    if (num % 2 === 0) {
      return [num]; // 返回一个包含匹配值的数组
    } else {
      return null; // 表示不匹配
    }
  }
};

let result = match (10) {
  case Even(let x) => { // Extractor Pattern: 使用 Even 提取器
    console.log(`The number ${x} is even.`);
    return x;
  }
  default => {
    console.log("The number is odd.");
    return null;
  }
};

在这个例子中，Even(let x) 就是一个 Extractor Pattern。它使用 Even 提取器的 unapply 方法来判断输入是否是偶数。如果 unapply 方法返回一个数组，那么 let x 就会把数组中的第一个元素绑定到变量 x 上。

进阶示例：自定义对象提取

Extractor Pattern 也可以用于提取自定义对象的属性。

// 定义一个 Person 提取器
let Person = {
  unapply: (obj) => {
    if (typeof obj === 'object' && obj !== null && obj.name && obj.age) {
      return [obj.name, obj.age]; // 返回一个包含 name 和 age 的数组
    } else {
      return null;
    }
  }
};

let person = { name: "Bob", age: 25 };

let result = match (person) {
  case Person(let name, let age) => { // Extractor Pattern: 使用 Person 提取器
    console.log(`Name: ${name}, Age: ${age}`);
    return age;
  }
  default => {
    console.log("Not a valid person object.");
    return null;
  }
};

这里，Person(let name, let age) 使用 Person 提取器来验证输入是否是一个包含 name 和 age 属性的 person 对象。如果验证成功，name 和 age 变量就会分别绑定到对应的属性值上。

第四幕：Extractor Pattern + Binding Pattern = 无敌组合！

现在，让我们把 Extractor Pattern 和 Binding Pattern 组合起来，看看它们能擦出什么样的火花。

示例：提取偶数年龄的人

假设我们有一个包含person对象的数组，我们想要找到所有年龄是偶数的人，并提取他们的名字。

// 假设我们已经定义了 Even 和 Person 提取器

let people = [
  { name: "Alice", age: 30 },
  { name: "Bob", age: 25 },
  { name: "Charlie", age: 28 },
  { name: "David", age: 31 }
];

let evenAgedNames = people.map(person => {
  return match (person) {
    case Person(let name, Even(let age)) => { // Extractor + Binding Pattern
      return name;
    }
    default => {
      return null;
    }
  };
}).filter(name => name !== null);

console.log(evenAgedNames); // 输出: ["Alice", "Charlie"]

在这个例子中，Person(let name, Even(let age)) 就是一个 Extractor Pattern 和 Binding Pattern 的组合。

• 首先，Person 提取器会验证输入是否是一个 person 对象，并提取 name 和 age 属性。
• 然后，Even 提取器会验证 age 是否是偶数，如果是，则将 age 绑定到变量 age 上（虽然这里我们没有直接使用 age 变量，但它表明匹配成功）。
• 如果两个提取器都匹配成功，那么 case 的代码块就会执行，返回 person 的名字。

表格总结：Extractor Pattern vs. Binding Pattern

特性	Extractor Pattern	Binding Pattern
主要功能	自定义匹配逻辑，提取数据	绑定匹配到的值到变量
定义方式	定义一个包含 unapply 方法的对象	使用 let 关键字
使用场景	处理复杂数据结构，需要自定义验证的情况	简单地将值绑定到变量，方便后续使用
组合使用	可以和 Binding Pattern 组合，实现更复杂的匹配和提取	可以和 Extractor Pattern 组合，实现更复杂的匹配和提取
优点	高度灵活，可定制性强	简单易用，代码简洁
缺点	需要编写额外的提取器代码	功能相对简单

第五幕：一些注意事项和未来展望

• 提案状态: 需要再次强调的是，JavaScript的Pattern Matching提案还在草案阶段，这意味着它的语法和功能可能会发生变化。
• 性能: Pattern Matching的性能取决于具体的实现。在某些情况下，它可能比 switch...case 或 if...else 更高效，但在其他情况下可能会更慢。
• 可读性: Pattern Matching可以显著提高代码的可读性，尤其是在处理复杂数据结构的时候。但过度使用也可能导致代码难以理解。
• TypeScript: TypeScript已经支持了一些类似Pattern Matching的功能，比如Discriminated Unions。未来，TypeScript可能会进一步支持Pattern Matching提案。

第六幕：实战演练（稍微复杂点的例子）

假设我们有一个表示几何形状的类型，它可以是圆形、矩形或三角形。我们想要编写一个函数，根据形状的类型计算它的面积。

// 定义形状类型
class Circle {
  constructor(radius) {
    this.type = 'circle';
    this.radius = radius;
  }
}

class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    this.type = 'rectangle';
    this.width = width;
    this.height = height;
  }
}

class Triangle {
  constructor(base, height) {
    this.type = 'triangle';
    this.base = base;
    this.height = height;
  }
}

// 定义提取器
let CircleExtractor = {
  unapply: (shape) => {
    if (shape instanceof Circle) {
      return [shape.radius];
    } else {
      return null;
    }
  }
};

let RectangleExtractor = {
  unapply: (shape) => {
    if (shape instanceof Rectangle) {
      return [shape.width, shape.height];
    } else {
      return null;
    }
  }
};

let TriangleExtractor = {
  unapply: (shape) => {
    if (shape instanceof Triangle) {
      return [shape.base, shape.height];
    } else {
      return null;
    }
  }
};

// 计算面积的函数
function calculateArea(shape) {
  return match (shape) {
    case CircleExtractor(let radius) => {
      return Math.PI * radius * radius;
    }
    case RectangleExtractor(let width, let height) => {
      return width * height;
    }
    case TriangleExtractor(let base, let height) => {
      return 0.5 * base * height;
    }
    default => {
      return null; // 或者抛出一个错误
    }
  };
}

// 测试
let circle = new Circle(5);
let rectangle = new Rectangle(4, 6);
let triangle = new Triangle(3, 8);

console.log(`Circle area: ${calculateArea(circle)}`);
console.log(`Rectangle area: ${calculateArea(rectangle)}`);
console.log(`Triangle area: ${calculateArea(triangle)}`);

这个例子展示了如何使用 Extractor Pattern 和 Binding Pattern 来处理不同类型的对象，并根据对象的类型执行不同的计算。

总结陈词：Pattern Matching，未来可期！

Pattern Matching 是一个非常强大的工具，它可以让我们的代码更简洁、更易读、更易维护。虽然 JavaScript 的 Pattern Matching 提案还在草案阶段，但我们已经可以从中看到它的潜力。希望未来它能尽快落地，成为 JavaScript 开发者的标配。

今天的讲座就到这里，感谢大家的聆听！希望各位能从今天的内容中有所收获，并在未来的开发中尝试使用 Pattern Matching。再见！