Python 教程（七）：match...case 模式匹配

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• Python 教程（七）：match…case 模式匹配

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前言

在 Python 中，match 和 case 是一种新的语法结构，首次出现在 Python 3.10 中。这种结构提供了一种类似于其他编程语言中 switch 或 case 的功能，允许基于不同条件执行不同的代码块。

基本语法

match 语句

match 语句是 Python 中的模式匹配语句，它允许你将一个值与多个模式进行匹配，并根据匹配结果执行相应的代码块。

match value:case pattern1:code_block1case pattern2:code_block2...case _:default_code_block

case 语句

case 语句是 match 语句的一部分，用于定义一个或多个模式，当 match 语句中的值与这些模式匹配时，将执行相应的代码块。

模式匹配的类型

1. 具体值匹配：匹配一个具体的值。
2. 类型匹配：匹配一个特定的数据类型。
3. 序列匹配：匹配一个序列，例如列表或元组。
4. 星号表达式：匹配序列中的部分元素。
5. 命名变量：在模式中使用变量名，将匹配的值赋给这些变量。
6. 复杂匹配: 可以匹配多个值、匹配一定范围，并且把匹配后的值绑定到变量

示例

具体值匹配

某个学生的成绩只能是 A、B、C，用if语句编写如下：

score = 'B'
if score == 'A':print('score is A.')
elif score == 'B':print('score is B.')
elif score == 'C':print('score is C.')
else:print('invalid score.')

用 match 进行改写

score = 'B'match score:case 'A':print('score is A.')case 'B':print('score is B.')case 'C':print('score is C.')case _: # _表示匹配到其他任何情况print('score is ???.')

类型匹配

def match_type(value):match value:case int():print("这是一个整数")case float():print("这是一个浮点数")case str():print("这是一个字符串")case _:print("未知类型")match_type(10)  # 输出：这是一个整数
match_type(3.14)  # 输出：这是一个浮点数
match_type("hello")  # 输出：这是一个字符串
match_type([1, 2, 3])  # 输出：未知类型

序列匹配

def match_sequence(value):match value:case [1, 2, 3]:print("匹配到 [1, 2, 3]")case (1, num):print("匹配到元组，第一个元素为 1",'第二个数', num)case [1, *rest]:print(f"匹配到以 1 开头的列表，其余元素为 {rest}")case _:print("匹配到其他值")match_sequence([1, 2, 3])  # 输出：匹配到 [1, 2, 3]
match_sequence([1, 4, 5])  # 输出：匹配到以 1 开头的列表，其余元素为 [4, 5]
match_sequence((1, 2))  # 输出：匹配到元组，第一个元素为 1 第二个数 2
match_sequence("hello")  # 输出：匹配到其他值

星号表达式

def match_sequence(value):match value:case [1, *rest]:print(f"匹配到以 1 开头的列表，其余元素为 {rest}")case _:print("匹配到其他值")match_sequence([1, 2, 3])  # 输出：匹配到以 1 开头的列表，其余元素为 [2, 3]
match_sequence([1, 4, 5])  # 输出：匹配到以 1 开头的列表，其余元素为 [4, 5]

命名变量

def match_named(value):match value:case (a, b):print(f"匹配到元组，第一个元素为 {a}，第二个元素为 {b}")case {"name": name, "age": age}:print(f"匹配到字典，名字为 {name}，年龄为 {age}")case _:print("匹配到其他值")match_named((1, 2))  # 输出：匹配到元组，第一个元素为 1，第二个元素为 2
match_named({"name": "Alice", "age": 30})  # 输出：匹配到字典，名字为 Alice，年龄为 30
match_named([1, 2, 3])  # 输出：匹配到其他值

复杂匹配

age = 15match age:case x if x < 10:print(f'< 10 years old: {x}')case 10:print('10 years old.')case 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18:print('11~18 years old.')  case 19:print('19 years old.')case _:print('not sure.')# 11~18 years old.

模式匹配的优势

1. 代码可读性：模式匹配使得代码更易于理解和维护。
2. 减少嵌套：可以减少 if-elif-else 语句的嵌套，使代码更简洁。
3. 类型安全：通过类型匹配，可以确保变量的类型正确，减少类型错误。

总结

match 和 case 是 Python 3.10 中引入的新特性，它们提供了一种强大且灵活的方式来处理条件逻辑。通过学习这些特性，你可以编写更清晰、更高效的代码。希望本教程能帮助你更好地理解和使用这些新特性。如果你有任何问题或需要进一步的帮助，请随时联系我们。