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dart-use-pattern-matching

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在適當情況下使用 switch 表達式與模式匹配

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更新於 2026/7/10
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在適當情況下使用 switch 表達式與模式匹配

實作 Dart 模式

目錄

模式選擇策略

根據資料結構與預期結果套用特定模式類型。請遵循以下條件指引：

  • 若要驗證並從反序列化資料（例如 JSON）中提取： 使用 Map 與 List 模式同時檢查結構並解構鍵值對。
  • 若要處理多個回傳值： 使用 Record 模式將欄位直接解構為區域變數。
  • 若要執行型別特定的行為（代數資料類型）： 使用 Object 模式搭配 sealed 類別以確保窮舉性。
  • 若要比對數值範圍或條件： 使用關係模式（>=, <=）與邏輯且（&&）模式。
  • 若多個 case 共用邏輯： 使用邏輯或（||）模式共用單一 case 主體或守衛子句。
  • 若要忽略特定值： 在集合中使用萬用字元模式（_）或不匹配的 Rest 元素（...）。

Switch 陳述式 vs. 表達式

根據執行上下文選擇適當的 switch 結構：

  • 若要產生值： 使用 switch 表達式。
    • 語法：switch (value) { pattern => expression, }
    • 規則：每個 case 必須是單一表達式。無隱含貫穿。必須窮舉。
  • 若要執行陳述式或副作用： 使用 switch 陳述式。
    • 語法：switch (value) { case pattern: statements; }
    • 規則：空的 case 會貫穿到下一個 case。非空的 case 會隱含 break（不需要 break 關鍵字）。

核心模式實作

使用以下語法與規則實作模式：

  • 邏輯或（||）： pattern1 || pattern2。兩個分支必須定義完全相同的變數集合。
  • 邏輯且（&&）： pattern1 && pattern2。分支不得定義重疊的變數。
  • 關係： ==, !=, <, >, <=, >= 後接常數表達式。
  • 轉型（as）： pattern as Type。若值不符合型別則拋出例外。用於在解構時強制斷言型別。
  • 空值檢查（?）： pattern?。若值為 null 則匹配失敗。將變數繫結至非可空基底型別。
  • 空值斷言（!）： pattern!。若值為 null 則拋出例外。
  • 變數： var name 或 Type name。將匹配的值繫結至新的區域變數。
  • 萬用字元（_）： 匹配任何值並將其丟棄。
  • List： [pattern1, pattern2]。匹配精確長度的列表，除非使用 Rest 元素（... 或 ...var rest）。
  • Map： {"key": pattern}。匹配包含指定鍵的 Map。忽略未匹配的鍵。
  • Record： (pattern1, named: pattern2)。匹配精確形狀的 Record。使用 :var name 推斷 getter 名稱。
  • Object： ClassName(field: pattern)。匹配 ClassName 的實例。使用 :var field 推斷 getter 名稱。

工作流程

任務進度：實作模式匹配

複製此檢查清單以追蹤實作複雜模式匹配邏輯的進度：

  • [ ] 識別正在評估的資料結構（JSON、Record、Class、Enum）。
  • [ ] 選擇適當的 switch 結構（表達式用於值，陳述式用於副作用）。
  • [ ] 定義所需的模式（Object、Map、List、Record）。
  • [ ] 使用變數模式（var x, :var y）提取所需資料。
  • [ ] 對無法透過模式表達的邏輯套用守衛子句（when condition）。
  • [ ] 使用萬用字元（_）或 default 子句處理未匹配的 case（若未使用 sealed 類別）。
  • [ ] 執行窮舉性驗證器。

回饋迴圈：窮舉性檢查

當對 sealed 類別或列舉進行 switch 時，必須確保所有子型別都已處理。

  1. 執行驗證器： 執行 dart analyze。
  2. 檢視錯誤： 尋找「型別 'X' 未被 switch case 窮舉匹配」的錯誤。
  3. 修正： 為未處理的子型別新增缺少的 Object 模式，或者若可接受預設回退則新增萬用字元（_）case。

範例

JSON 驗證與解構

使用 Map 與 List 模式在單一步驟中驗證結構並提取資料。

輸入：

var data = {
  'user': ['Lily', 13],
};

實作：

if (data case {'user': [String name, int age]}) {
  print('使用者 $name 今年 $age 歲。');
} else {
  print('無效的 JSON 結構。');
}

代數資料類型（Sealed 類別）

使用 Object 模式搭配 switch 表達式窮舉處理家族型別。

實作：

sealed class Shape {}

class Square implements Shape {
  final double length;
  Square(this.length);
}

class Circle implements Shape {
  final double radius;
  Circle(this.radius);
}

// switch 表達式因 `sealed` 修飾詞保證窮舉性。
double calculateArea(Shape shape) => switch (shape) {
  Square(length: var l) => l * l,
  Circle(:var radius)   => math.pi * radius * radius,
};

變數交換與解構

使用變數賦值模式交換值或提取 Record 欄位，無需暫存變數。

實作：

var (a, b) = ('left', 'right');
(b, a) = (a, b); // 交換值

// 解構函式回傳值
var (name, age) = getUserInfo();

守衛子句與邏輯或

在模式匹配後使用 when 評估任意條件。

實作：

switch (shape) {
  case Square(size: var s) || Circle(size: var s) when s > 0:
    print('有效的對稱形狀，大小為 $s');
  case Square() || Circle():
    print('無效或空的形狀');
  default:
    print('未知形狀');
}