Scala的案例类和类之间有什么区别？

我在Google中进行搜索，找到了case class和之间的区别class。每个人都提到，当您要在类上进行模式匹配时，请使用用例类。否则，使用类，还提及一些额外的好处，例如equals和哈希码覆盖。但是，这些是为什么应该使用案例类而不是类的唯一原因吗？

我猜应该在Scala中使用此功能有一些非常重要的原因。有什么解释？是否有资源可以从中学习更多有关Scala案例类的信息？

案例类可以被视为普通且不可变的数据保存对象，应仅取决于其构造函数参数。

这个功能概念使我们能够

• 使用紧凑的初始化语法（Node(1, Leaf(2), None))）
• 使用模式匹配分解它们
• 隐式定义相等比较

与继承结合使用，case类用于模拟代数数据类型。

如果对象在内部执行状态计算或表现出其他复杂的行为，则它应该是普通类。

从技术上讲，类和案例类之间没有区别-即使编译器在使用案例类时确实优化了某些内容。但是，使用case类来消除特定模式的样板，该特定模式正在实现代数数据类型。

这种类型的一个非常简单的例子是树。例如，可以像这样实现一棵二叉树：

sealed abstract class Tree
case class Node(left: Tree, right: Tree) extends Tree
case class Leaf[A](value: A) extends Tree
case object EmptyLeaf extends Tree

这使我们能够执行以下操作：

// DSL-like assignment:
val treeA = Node(EmptyLeaf, Leaf(5))
val treeB = Node(Node(Leaf(2), Leaf(3)), Leaf(5))

// On Scala 2.8, modification through cloning:
val treeC = treeA.copy(left = treeB.left)

// Pretty printing:
println("Tree A: "+treeA)
println("Tree B: "+treeB)
println("Tree C: "+treeC)

// Comparison:
println("Tree A == Tree B: %s" format (treeA == treeB).toString)
println("Tree B == Tree C: %s" format (treeB == treeC).toString)

// Pattern matching:
treeA match {
  case Node(EmptyLeaf, right) => println("Can be reduced to "+right)
  case Node(left, EmptyLeaf) => println("Can be reduced to "+left)
  case _ => println(treeA+" cannot be reduced")
}

// Pattern matches can be safely done, because the compiler warns about
// non-exaustive matches:
def checkTree(t: Tree) = t match {
  case Node(EmptyLeaf, Node(left, right)) =>
  // case Node(EmptyLeaf, Leaf(el)) =>
  case Node(Node(left, right), EmptyLeaf) =>
  case Node(Leaf(el), EmptyLeaf) =>
  case Node(Node(l1, r1), Node(l2, r2)) =>
  case Node(Leaf(e1), Leaf(e2)) =>
  case Node(Node(left, right), Leaf(el)) =>
  case Node(Leaf(el), Node(left, right)) =>
  // case Node(EmptyLeaf, EmptyLeaf) =>
  case Leaf(el) =>
  case EmptyLeaf =>
}

请注意，树使用相同的语法构造和解构（通过模式匹配），这也正是它们的打印方式（减去空格）。

而且它们还可以与哈希映射或哈希集一起使用，因为它们具有有效，稳定的hashCode。

• 案例类可以进行模式匹配
• 案例类自动定义哈希码并等于
• 案例类自动为构造函数参数定义getter方法。

（您已经提到了除最后一个以外的所有内容）。

这些是普通班级的唯一区别。

没有人提到案例类也是它们的实例，Product因此继承了这些方法：

def productElement(n: Int): Any
def productArity: Int
def productIterator: Iterator[Any]

其中，productArity返回类参数的数量，productElement(i)返回第i ^个参数，并productIterator允许对其进行迭代。

没有人提到案例类具有val构造函数参数，但这也是常规类的默认值（我认为这在Scala的设计中是不一致的）。达里奥（Dario）在他指出它们“ 不可变 ”的地方暗示了这一点。

请注意，您可以通过var为case类添加每个构造函数参数来覆盖默认值。但是，使案例类可变则导致其equals和hashCode方法随时间变化。[1]

sepp2k已经提到案例类自动生成equals和hashCode方法。

也没有人提到案例类自动创建一个object与该类同名的同伴，其中包含apply和unapply方法。该apply方法可以构造实例而无需添加new。该unapply提取方法使图案匹配，其他人提及。

还编译器优化的速度match- case对case类模式匹配[2]。

[1] 案例类别很酷

[2] 案例分类和提取器，第15页。

Scala中的case类构造也可以看作是删除某些样板的便利。

在构造案例类时，Scala为您提供了以下内容。

• 它创建一个类及其伴随对象
• 它的伴随对象实现了apply可以用作工厂方法的方法。您将获得不必使用new关键字的语法优势。

  ---

由于该类是不可变的，因此您将获得访问器，这些访问器仅是该类的变量（或属性），而没有变种器（因此无法更改变量）。构造函数参数可以作为公共只读字段自动提供给您。比Java bean构造好用得多。

• 默认情况下，您还可以获取hashCode，equals和toString方法，并且该equals方法在结构上比较对象。copy生成一种能够克隆对象的方法（某些字段具有向该方法提供的新值）。

如前所述，最大的优势是您可以在案例类上进行模式匹配。这样做的原因是因为您获得了unapply使您可以解构case类以提取其字段的方法。

从本质上讲，在创建案例类（或案例对象，如果您的类不带参数）时从Scala获得的内容是单例对象，其目的是用作工厂和提取器。

除了人们已经说过的以外，class和之间还有一些其他基本区别case class

1. Case Class不需要显式的new，而类需要用new

val classInst = new MyClass(...)  // For classes
val classInst = MyClass(..)       // For case class

2.默认构造函数的参数在中是私有的class，而在中是公共的case class

// For class
class MyClass(x:Int) { }
val classInst = new MyClass(10)

classInst.x   // FAILURE : can't access

// For caseClass
case class MyClass(x:Int) { }
val classInst = MyClass(10)

classInst.x   // SUCCESS

3. case class通过价值比较自己

// case Class
class MyClass(x:Int) { }

val classInst = new MyClass(10)
val classInst2 = new MyClass(10)

classInst == classInst2 // FALSE

// For Case Class
case class MyClass(x:Int) { }

val classInst = MyClass(10)
val classInst2 = MyClass(10)

classInst == classInst2 // TRUE

根据Scala的文档：

案例类只是常规类，它们是：

• 默认不可变
• 通过模式匹配可分解
• 通过结构平等而不是通过引用进行比较
• 简洁地实例化并进行操作

案件的另一个特点关键字的是编译器会为我们自动生成几种方法，包括Java中熟悉的toString，equals和hashCode方法。

类：

scala> class Animal(name:String)
defined class Animal

scala> val an1 = new Animal("Padddington")
an1: Animal = Animal@748860cc

scala> an1.name
<console>:14: error: value name is not a member of Animal
       an1.name
           ^

但是，如果我们使用相同的代码但使用案例类：

scala> case class Animal(name:String)
defined class Animal

scala> val an2 = new Animal("Paddington")
an2: Animal = Animal(Paddington)

scala> an2.name
res12: String = Paddington


scala> an2 == Animal("fred")
res14: Boolean = false

scala> an2 == Animal("Paddington")
res15: Boolean = true

人类：

scala> case class Person(first:String,last:String,age:Int)
defined class Person

scala> val harry = new Person("Harry","Potter",30)
harry: Person = Person(Harry,Potter,30)

scala> harry
res16: Person = Person(Harry,Potter,30)
scala> harry.first = "Saily"
<console>:14: error: reassignment to val
       harry.first = "Saily"
                   ^
scala>val saily =  harry.copy(first="Saily")
res17: Person = Person(Saily,Potter,30)

scala> harry.copy(age = harry.age+1)
res18: Person = Person(Harry,Potter,31)

模式匹配：

scala> harry match {
     | case Person("Harry",_,age) => println(age)
     | case _ => println("no match")
     | }
30

scala> res17 match {
     | case Person("Harry",_,age) => println(age)
     | case _ => println("no match")
     | }
no match

对象：单例：

scala> case class Person(first :String,last:String,age:Int)
defined class Person

scala> object Fred extends Person("Fred","Jones",22)
defined object Fred

对什么是案例类有最终的了解：

让我们假设以下案例类定义：

case class Foo(foo:String, bar: Int)

然后在终端中执行以下操作：

$ scalac -print src/main/scala/Foo.scala

Scala 2.12.8将输出：

...
case class Foo extends Object with Product with Serializable {

  <caseaccessor> <paramaccessor> private[this] val foo: String = _;

  <stable> <caseaccessor> <accessor> <paramaccessor> def foo(): String = Foo.this.foo;

  <caseaccessor> <paramaccessor> private[this] val bar: Int = _;

  <stable> <caseaccessor> <accessor> <paramaccessor> def bar(): Int = Foo.this.bar;

  <synthetic> def copy(foo: String, bar: Int): Foo = new Foo(foo, bar);

  <synthetic> def copy$default$1(): String = Foo.this.foo();

  <synthetic> def copy$default$2(): Int = Foo.this.bar();

  override <synthetic> def productPrefix(): String = "Foo";

  <synthetic> def productArity(): Int = 2;

  <synthetic> def productElement(x$1: Int): Object = {
    case <synthetic> val x1: Int = x$1;
        (x1: Int) match {
            case 0 => Foo.this.foo()
            case 1 => scala.Int.box(Foo.this.bar())
            case _ => throw new IndexOutOfBoundsException(scala.Int.box(x$1).toString())
        }
  };

  override <synthetic> def productIterator(): Iterator = scala.runtime.ScalaRunTime.typedProductIterator(Foo.this);

  <synthetic> def canEqual(x$1: Object): Boolean = x$1.$isInstanceOf[Foo]();

  override <synthetic> def hashCode(): Int = {
     <synthetic> var acc: Int = -889275714;
     acc = scala.runtime.Statics.mix(acc, scala.runtime.Statics.anyHash(Foo.this.foo()));
     acc = scala.runtime.Statics.mix(acc, Foo.this.bar());
     scala.runtime.Statics.finalizeHash(acc, 2)
  };

  override <synthetic> def toString(): String = scala.runtime.ScalaRunTime._toString(Foo.this);

  override <synthetic> def equals(x$1: Object): Boolean = Foo.this.eq(x$1).||({
      case <synthetic> val x1: Object = x$1;
        case5(){
          if (x1.$isInstanceOf[Foo]())
            matchEnd4(true)
          else
            case6()
        };
        case6(){
          matchEnd4(false)
        };
        matchEnd4(x: Boolean){
          x
        }
    }.&&({
      <synthetic> val Foo$1: Foo = x$1.$asInstanceOf[Foo]();
      Foo.this.foo().==(Foo$1.foo()).&&(Foo.this.bar().==(Foo$1.bar())).&&(Foo$1.canEqual(Foo.this))
  }));

  def <init>(foo: String, bar: Int): Foo = {
    Foo.this.foo = foo;
    Foo.this.bar = bar;
    Foo.super.<init>();
    Foo.super./*Product*/$init$();
    ()
  }
};

<synthetic> object Foo extends scala.runtime.AbstractFunction2 with Serializable {

  final override <synthetic> def toString(): String = "Foo";

  case <synthetic> def apply(foo: String, bar: Int): Foo = new Foo(foo, bar);

  case <synthetic> def unapply(x$0: Foo): Option =
     if (x$0.==(null))
        scala.None
     else
        new Some(new Tuple2(x$0.foo(), scala.Int.box(x$0.bar())));

  <synthetic> private def readResolve(): Object = Foo;

  case <synthetic> <bridge> <artifact> def apply(v1: Object, v2: Object): Object = Foo.this.apply(v1.$asInstanceOf[String](), scala.Int.unbox(v2));

  def <init>(): Foo.type = {
    Foo.super.<init>();
    ()
  }
}
...

如我们所见，Scala编译器生成一个常规类Foo和伴随对象Foo。

让我们看一下已编译的类，并对所获得的内容进行评论：

• 类的内部状态Foo，不可变：

val foo: String
val bar: Int

• 吸气剂：

def foo(): String
def bar(): Int

• 复制方法：

def copy(foo: String, bar: Int): Foo
def copy$default$1(): String
def copy$default$2(): Int

• 实现scala.Product特征：

override def productPrefix(): String
def productArity(): Int
def productElement(x$1: Int): Object
override def productIterator(): Iterator

• 通过以下方式实现scala.Equals使案例类实例具有可比性，从而实现特征==：

def canEqual(x$1: Object): Boolean
override def equals(x$1: Object): Boolean

• java.lang.Object.hashCode服从equals-hashcode契约的重写：

override <synthetic> def hashCode(): Int

• 覆盖java.lang.Object.toString：

override def toString(): String

• 通过new关键字实例化的构造函数：

def <init>(foo: String, bar: Int): Foo 

对象Foo：- apply没有new关键字的实例化方法：

case <synthetic> def apply(foo: String, bar: Int): Foo = new Foo(foo, bar);

• unupply在模式匹配中使用案例类Foo的提取器方法：

case <synthetic> def unapply(x$0: Foo): Option

• 保护对象作为单例免受反序列化的方法，以免产生更多实例：

<synthetic> private def readResolve(): Object = Foo;

• Foo对象扩展scala.runtime.AbstractFunction2了这种技巧：

scala> case class Foo(foo:String, bar: Int)
defined class Foo

scala> Foo.tupled
res1: ((String, Int)) => Foo = scala.Function2$$Lambda$224/1935637221@9ab310b

tupled from object返回一个函数，通过应用2个元素的元组来创建新的Foo。

因此，案例类只是语法糖。

与类不同，案例类仅用于保存数据。

案例类对于以数据为中心的应用程序非常灵活，这意味着您可以在案例类中定义数据字段，并在伴随对象中定义业务逻辑。这样，您就可以将数据与业务逻辑分离。

使用copy方法，您可以从源继承任何或所有必需的属性，并可以根据需要更改它们。

没有人提到案例类伴侣对象具有tupled防御性，其类型如下：

case class Person(name: String, age: Int)
//Person.tupled is def tupled: ((String, Int)) => Person

我可以找到的唯一用例是，当您需要从元组构造案例类时，例如：

val bobAsTuple = ("bob", 14)
val bob = (Person.apply _).tupled(bobAsTuple) //bob: Person = Person(bob,14)

您可以通过直接创建对象而无需元组的情况下执行相同的操作，但是如果您将数据集表示为Arity为20（元组包含20个元素的元组）的元组列表，则选择元组是您的选择。

一个案例类是可与使用一类match/case的语句。

def isIdentityFun(term: Term): Boolean = term match {
  case Fun(x, Var(y)) if x == y => true
  case _ => false
}

你看 case其后是Fun类的实例，其第二个参数是Var。这是一种非常不错且功能强大的语法，但是不能与任何类的实例一起使用，因此对case类有一些限制。如果遵守这些限制，则可以自动定义哈希码和等于。

含糊不清的短语“通过模式匹配的递归分解机制”的含义仅是“与...一起使用case”。（实际上，将后面的实例与后面的实例进行match比较（匹配）case，Scala必须分解它们两者，并且必须递归分解它们的组成。）

什么案例类有用？在维基百科的文章关于代数数据类型给出了两个很好的典型例子，列表和树木。任何现代功能语言都必须支持代数数据类型（包括知道如何比较它们）。

什么情况下类是不是有用？有些对象具有状态，类似的代码connection.setConnectTimeout(connectTimeout)不适用于案例类。

现在您可以阅读Scala之行：案例课程

我认为总体而言，所有答案都给出了有关类和案例类的语义解释。这可能非常相关，但是scala中的每个新手都应该知道创建案例类时会发生什么。我已经写了这个答案，简而言之解释了案例类。

每个程序员都应该知道，如果他们使用任何预先构建的功能，那么他们所编写的代码就会相对较少，这可以通过赋予编写最优化的代码的能力来使它们成为可能，但是这些功能承担着巨大的责任。因此，请谨慎使用预建函数。

由于另外20种方法，有些开发人员避免编写案例类，您可以通过反汇编类文件来查看。

如果要检查case类中的所有方法，请参考此链接。

• 案例类使用apply和unapply方法定义一个compagnon对象
• 案例类扩展了Serializable
• 案例类定义等于hashCode和copy方法
• 构造函数的所有属性均为val（语法糖）

case classes下面列出了的一些主要功能

1. 案例类是不可变的。
2. 您可以实例化没有new关键字的案例类。
3. 案例类可以通过值进行比较

scala小提琴上的示例scala代码，取自scala文档。

https://scalafiddle.io/sf/34XEQyE/0