為什麼 pattern matching 常常出現在函數式編程語言？

Pattern matching（模式匹配，What is "Pattern Matching" in functional languages?）基本上成為了現在 functional programming language 的標配了，不管是 Haskell、OCaml、Erlang 還是 Scala 都將其作為最常用的一個特性，而且語法都非常相似。但是在傳統的指令式編程語言中卻很少有原生的類似 pattern matching 的這種東西存在。

我實際寫代碼的背後似乎也確實發現 pattern matching 在函數式編程的時候特別舒服，但是還是沒有對背後原因的理解。從根本上講，為什麼 pattern matching 常常和函數式編程語言聯繫在一起呢？

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pattern matching要和algebraic data type結合才好用，tuple、record之類。沒有此類結構的語言，有匹配也沒處用。

python有tuple，所以可以寫: (a, (b, c), d) = (1, (2, 3), 4)

rust的enum和struct都能在賦值和條件語句里使用模式匹配

所以說這和是否函數式關係不大，有沒有algebraic data type才是關鍵

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歷史和技術原因

歷史原因：

最初，Scheme/ML等語言是沒有pattern matching的。70年代Hope語言首先使用Pattern、ADT後，迅速被ML、Miranda等語言引入，此後自然地被Ocaml/Haskell等繼承並不斷發展。或許是函數式語言本身沒有引起工業界「主流用戶」的足夠重視，而使得pattern matching/adt在命令式/函數式語言也沒流行起來。

技術原因：

pattern matching/adt的實現並不那麼簡單，經過多年的努力，在FP語言中得到充分發展。

1. pattern mathing的效率：

參看下面的文章：http://synrc.com/publications/cat/Functional%20Languages/L/match/jun08.pdf

新語言如Elixir的pattern maching可能優化不夠，常常有「不如直接if-else效率高」的感覺，這也是正常現象。。

2. pattern和OO、命令式：

Pattern matching的正確性檢測（類型檢查、模式是否窮盡等）依賴於語言自身的類型系統。

比如這個由於Java的「泛型」給Scala帶來的問題：How do I get around type erasure on Scala? Or, why can"t I get the type parameter of my collections?

ADT伴隨著內存分配-釋放，為了看起來自然，不該有顯示的new，於是可以增加關鍵字（如scala的case class）；為了回收方便，最好要有GC，而且其優化要從functional data的角度考慮。在FP未收到足夠重視前，主流面向對象語言也不太可能為它去做什麼改變。

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可能和歷史沿革有關：研究函數式語言的往往更注重語言本身的能力，而非編譯期的優化。

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Scala的case class使用pattern match來處理複雜數據結構非常自然。比如用使用case class來抽象JSON數據格式，對具體數據的處理使用pattern match的方法。這裡有一個小例子Cousera 響應式編程

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普通語言：

enum Fuck {
Shit,
Bitch,
Frog,
}

var goddam = Frog;

var older = match goddam {
Shit =&> "翔",
Bitch =&> "表",
Frog =&> "蛤",
}


文藝語言：

enum List {
Nil,
Cons (T, List),
}

let loli = Cons("大", Cons("哥", Cons("哥", Nil)))

function display(loli: List) {
match loli {
Cons(car, cdr) =&>
print(car); display(cdr);
Nil =&> print("()");
}
}


在沒有強大的類型系統的情況下，模式匹配我覺得和 switch 沒什麼區別誒……

這是 @唐生 的答案的補充。

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1. 開發效率高。用Scheme這種沒有模式匹配的語言寫一點稍微複雜點的代碼，處理數據結構變得很啰嗦，各種條件分支一層一層的let去bind一個結構的各個部分；而用模式匹配一次完成一種情況，清晰明快。

2. 執行效率高。編譯器能對一組模式匹配優化產生最優代碼，還能警告漏掉的情形。FP本來執行效率就弱，難得有這種沒什麼毒副作用的提高效率的方法。

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