Python match語句的具體使用

2023-09-06 06:00:12

python 3.10支援match語句，3,10以下不支援。

match語句接受一個表示式，並將其值與作為一個或多個case塊給出的連續模式進行比較。這表面上類似於C、Java或JavaScript（以及許多其他語言）中的switch語句，但更類似於Rust或Haskell等語言中的模式匹配。只有第一個匹配的模式才會被執行，它還可以將值中的元件（序列元素或物件屬性）提取到變數中。

最簡單的形式是將一個目標值與一個或多個字面值進行比較：

def http_error(status):
    match status:
        case 400:
            return "Bad request"
        case 404:
            return "Not found"
        case 418:
            return "I'm a teapot"
        case _:
            return "Something's wrong with the internet"

注意最後一個程式碼塊：“變數名” _ 被作為萬用字元並必定會匹配成功。如果沒有 case 語句匹配成功，則不會執行任何分支。

使用 | （“ or ”）在一個模式中可以組合多個字面值：

case 401 | 403 | 404:
    return "Not allowed"

模式的形式類似解包賦值，並可被用於繫結變數：

# point is an (x, y) tuple
match point:
    case (0, 0):
        print("Origin")
    case (0, y):
        print(f"Y={y}")
    case (x, 0):
        print(f"X={x}")
    case (x, y):
        print(f"X={x}, Y={y}")
    case _:
        raise ValueError("Not a point")

請仔細研究此程式碼！第一個模式有兩個字面值，可以看作是上面所示字面值模式的擴充套件。但接下來的兩個模式結合了一個字面值和一個變數，而變數繫結了一個來自目標的值（point）。第四個模式捕獲了兩個值，這使得它在概念上類似於解包賦值 (x, y) = point。

如果使用類實現資料結構，可在類名後加一個類似於構造器的參數列，這樣做可以把屬性放到變數裡：

class Point:
    x: int
    y: int
 
def where_is(point):
    match point:
        case Point(x=0, y=0):
            print("Origin")
        case Point(x=0, y=y):
            print(f"Y={y}")
        case Point(x=x, y=0):
            print(f"X={x}")
        case Point():
            print("Somewhere else")
        case _:
            print("Not a point")

可在 dataclass 等支援屬性排序的內建類中使用位置引數。還可在類中設定 __match_args__ 特殊屬性為模式的屬性定義指定位置。如果它被設為 ("x", "y")，則以下模式均為等價的，並且都把 y 屬性繫結到 var 變數：

Point(1, var)
Point(1, y=var)
Point(x=1, y=var)
Point(y=var, x=1)

讀取模式的推薦方式是將它們看做是你會在賦值操作左側放置的內容的擴充套件形式，以便理解各個變數將會被設定的值。只有單獨的名稱（例如上面的 var）會被 match 語句所賦值。帶點號的名稱 (例如 foo.bar)、屬性名稱（例如上面的 x= 和 y=）或類名稱（通過其後的 "(...)" 來識別，例如上面的 Point）都絕不會被賦值。

模式可以任意地巢狀。例如，如果有一個由點組成的短列表，則可使用如下方式進行匹配：

match points:
    case []:
        print("No points")
    case [Point(0, 0)]:
        print("The origin")
    case [Point(x, y)]:
        print(f"Single point {x}, {y}")
    case [Point(0, y1), Point(0, y2)]:
        print(f"Two on the Y axis at {y1}, {y2}")
    case _:
        print("Something else")

為模式新增成為守護項的 if 子句。如果守護項的值為假，則 match 繼續匹配下一個 case 語句塊。注意，值的捕獲發生在守護項被求值之前：

match point:
    case Point(x, y) if x == y:
        print(f"Y=X at {x}")
    case Point(x, y):
        print(f"Not on the diagonal")

match 語句的其他特性：

與解包賦值類似，元組和列表模式具有完全相同的含義，並且實際上能匹配任意序列。但它們不能匹配迭代器或字串。
序列模式支援擴充套件解包操作：[x, y, *rest] 和 (x, y, *rest) 的作用類似於解包賦值。在 * 之後的名稱也可以為 _，因此，(x, y, *_) 可以匹配包含至少兩個條目的序列，而不必繫結其餘的條目。
對映模式：{"bandwidth": b, "latency": l} 從字典中捕獲 "bandwidth" 和 "latency" 的值。與序列模式不同，額外的鍵會被忽略。**rest 等解包操作也支援。但 **_ 是冗餘的，不允許使用。

使用 as 關鍵字可以捕獲子模式：

case (Point(x1, y1), Point(x2, y2) as p2): ...

將把輸入的第二個元素捕獲為 p2 (只要輸入是包含兩個點的序列)

大多數位面值是按相等性比較的，但是單例物件 True, False 和 None 則是按標識號比較的。

模式可以使用命名常數。這些命名常數必須為帶點號的名稱以防止它們被解讀為捕獲變數:

from enum import Enum
class Color(Enum):
    RED = 'red'
    GREEN = 'green'
    BLUE = 'blue'
 
color = Color(input("Enter your choice of 'red', 'blue' or 'green': "))
 
match color:
    case Color.RED:
        print("I see red!")
    case Color.GREEN:
        print("Grass is green")
    case Color.BLUE:
        print("I'm feeling the blues :(")

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