5장. 패턴 매칭

[2025-02-23] - 게시글 최초 작성

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1. 패턴 매칭이란?

어떤 식이 특정 패턴과 일치하는지 검사.

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2. 패턴 매칭

2.1 선언 패턴

주어진 식이 특정 형식과 일치하는지 평가
1. 식이 주어진 형식과 일치하는지 테스트
2. 테스트가 성공하면 식을 주어진 형식으로 변환

/* 
 * 1. obj가 int인 경우 
 * 2. obj가 int형식으로 변환하여 bar에 할당
 */
if (obj is int bar) 
{
    Console.WriteLine(bar);
}

2.2 형식 패턴

선언 패턴과 거의 같은 방식으로 동작, 변수 생성 없이 형식 일치 여부만 테스트

object obj = 23;
if (obj is int) 
{
    Console.WriteLine(obj);
}

class Preschooler { }
class Underage { }
class Adult { }
class Senior { }
class Program
{
    static int CalculateFee(object visitor)
    {
        return visitor switch
        {
            Underage => 100,
            Adult => 500,
            Senior => 200,
            _ => throw new ArgumentException($"Prohibited age : {visitor.GetType()}", nameof(visitor)),
        };
    }

    internal async Task Main()
    {
        Console.WriteLine($"{CalculateFee(new Senior())}");
    }
}

2.3 상수 패턴

식이 특정 상수와 일치하는지 여부를 검사.

internal async Task Main()
{
    var GetContryCode = (string nation) => nation switch 
    { 
        "KR" => 82,
        "US" => 1,
        "UK" => 44,
        _ => throw new ArgumentException {"Not Supported Code"}
    };

    Console.WriteLine(GetContryCode("KR"));
}

2.4 프로퍼티 패턴

식의 속성이나 필드가 패턴과 일치하는지를 검사 ( int, double 등과 같은 기본 데이터 형식이 아닐 경우 유용 )

// Version C# 11.0
class Car
{ 
    public string Model { get; set; }
    public DateTime ProduceAt { get; set; }
}

class Program
{
    static string GetNickName(Car car)
    {
        var Message = (Car car, string nickName) =>
            $"{car.Model} produced in {car.ProduceAt.Year} is {nickName}";

        if (car is Car { Model: "Mustang", ProduceAt.Year: 1967 })
            return Message(car, "Fastcak");
        else if (car is Car { Model: "Mustang", ProduceAt.Year: 1976 })
            return Message(car, "Cobra II");
        else
            return Message(car, "Unknown");
    }
    /*
    static string GetNickName(Car car)
    {
        var nickName = car switch
        {
            {Model:"Mustang", ProduceAt.Year:1967 } => "FastBack",
            { Model: "Mustang", ProduceAt.Year: 1976 } => "Cobra II",
            _ => "Unknown"
        };

        return $"{car.Model} produced in {car.ProduceAt.Year} is {nickName}";
    }
    
    */
    internal async Task Main()
    {
        Console.WriteLine(GetNickName(new Car() { Model = "Mustang", ProduceAt = new DateTime(1967, 11, 23) }));
    }
}

2.5 관계 패턴

관계 연산자를 이용하여 입력받은 식을 상수와 비교

static int IsPassed(double score) => score switch
{ 
    < 60 => false,
    _ => true,
}

static string GetGrade(double score) => score switch 
{ 
    < 60 => "F",
    >= 60 and < 70 => "D",
    >= 70 and < 80 => "C",
    >= 80 and < 90 => "B",
    _ => "A",
}

2.6 논리 패턴

패턴과 패턴을 패턴 논리 연산자 ( and, or, not )을 조합해서 하나의 논리 패턴

class OrderItem
{ 
    public int Amount { get; set; }
    public int Price { get; set; }
}

static double GetPrice(OrderItem orderItem) => orderItem switch
{
    OrderItem { Amount: 0} or OrderItem { Price: 0 } 
    => 0.0,
    OrderItem { Amount: >= 100} and OrderItem { Price: >= 10_000 }
    => orderItem.Amount * orderItem.Price * 0.8,
    not OrderItm { Amount: < 100 }
    => orderItem.Amount * orderItem.Price * 0.9,
    _ => orderItem.Amount * orderItem.Price,
}

internal async Task Main()
{
    Console.WriteLine(GetPrice(new OrderItem() { Amount = 0, Price = 10_000 }));
}

2.7 괄호 패턴

소괄호 () 로 패턴을 감싼다. 
보통 논리 패턴으로 여러 패턴을 조합한 뒤 이를 새로운 패턴으로 만드는 경우 사용

// To Version C# 9.0
object obj = 30;

if (obj is (int and > 19))
    Console.WriteLine("Major");

2.8 위치 패턴

식의 결과를 분해하고, 분해된 값들이 내장된 복수의 패턴과 일치하는지를 검사
위치 패턴 안에 내장되는 패턴에는 형식 패턴, 상수 패턴 등 어떤 패턴도 가능

Tuple<string, int> itemPrice = new Tuple<string, int>("espresso", 3_000);
if (itemPrice is ("espresso", < 5_000))
{
    Console.WriteLine("Hello");
}

struct Audience
{ 
    public bool IsCitizen { get; init; }
    public int Age { get; init; }

    public Audience(bool isCitizen, int age)
    {
        IsCitizen = isCitizen;
        Age = age;
    }

    public void Deconstruct(out bool isCitizen, out int age)
    {
        isCitizen = IsCitizen;
        age = Age;
    }

}

static void Main(string[] args)
{
    var CalculateFee = (Audience audience) => audience switch
    {
        (true, < 19) => 100,
        (true, _) => 200,
        (false, < 19) => 200,
        (false, _) => 400,
    };
}

2.9 var 패턴

null을 포함한 모든 식의 패턴을 매칭을 성공시키고, 그 식의 결과를 변수에 할당

// 모든 과목이 60점이 넘고, 평균이 60점 이상인 경우에만 Pass
var IsPassed = (int[] scores) => scores.Sum() / scores.Length is var average
    && Array.TrueForAll(scores, (score) => score >= 60)
    && average >= 60;

2.10 무시 패턴

var 패턴처런 모든 식과의 패턴 일치 검사를 성공.
is식에서는 사용 불가! switch 식에서만 사용 가능

var GetCountryCode = (string nation) => nation switch
{
    "KR" => 82,
    "US" => 1,
    "UK" => 44,
    _ => throw new ArgumentException("Not Support Code")    // 무시 패턴 매칭
};

2.11 목록 패턴

배열이나 리스트가 패턴의 시퀀스가 일치하는지를 검사

// 예시 1
var match1 = (int[] array) => array is [int, 10, _];
Console.WriteLine(match1(new int[] { 1, 100, 3 }));      // True
Console.WriteLine(match1(new int[] { 100, 10, 999 }));   // False

// 예시 2
var match2 = (int[] array) => array is [int, > 10, ..];
Console.WriteLine(match2(new int[] { 1, 100, 3 }));      // True
Console.WriteLine(match2(new int[] { 100, 10, 999 }));   // False

// 예시 3
var GetStatics = (List <object[]> records) =>
{
    var statics = new Dictionary<string, int>();
    foreach(var record in records)
    {
        var (contentType, contentViews) => record switch
        {
            [_, "COMEDY", .., var views] => ("COMEDY", views),
            [_, "SF", .., var views] => ("COMEDY", views),
            [_, "ACTION", .., var views] => ("COMEDY", views),
            [_, .., var amount] => ("COMEDY", amount),
            _ => ("ETC", 0),
        }
    }
}

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3. 참고 자료

• Microsoft Docs - C# 가이드
• [한빛미디어] 이것이 C#이다