python match case

python match case

python match case

介绍

Python是一种流行的动态编程语言,具有简单易学、可读性高、拥有大量的第三方库等特点。随着Python 3.10版本的发布,引入了一个新的控制流程语法:match case语句。match case语句提供了一种更加简洁、可读性更好的方式来实现模式匹配。

本文将详细介绍match case语句的概念、语法以及在不同场景下的应用。我们还将通过一些示例代码来展示match case语句的使用方式。

概念

match case语句是一种模式匹配语法,它用于将某个值与多个模式进行匹配,根据匹配结果执行相应的操作。它与传统的if-elif-else语句相比,具有更高的可读性和简洁性。

match case语句中,我们使用match关键字定义匹配语句块。每个case语句包含一个模式和一个相应的操作。当匹配成功时,将执行相应模式的操作。如果没有任何模式匹配成功,则执行else语句块中的操作。

语法

下面是match case语句的基本语法:

match value:
    case pattern1:
        # code block for pattern1
    case pattern2:
        # code block for pattern2
    ...
    case patternN:
        # code block for patternN
    else:
        # code block for else
Python

其中,value是需要进行匹配的表达式或值,pattern1pattern2等是模式,可以是字面值、变量、常量、数据类型等。每个模式后面都必须跟上一个冒号(:)。case语句的代码块需要通过缩进来表示。

Python 3.10中,match case语句支持各种模式,包括字面值模式、变量模式、常量模式、类型模式等。具体的模式将在后续章节中进行详细介绍。

示例:整数模式匹配

首先,让我们以整数模式作为示例,来演示match case语句的基本用法。假设我们要根据给定的数字输出相应的英文单词。

num = 2

match num:
    case 0:
        print("zero")
    case 1:
        print("one")
    case 2:
        print("two")
    else:
        print("other")
Python

上述代码中,我们定义了一个变量num,并通过match关键字对其进行匹配。当match语句中的num的值为0时,将执行case 0语句块中的代码;当num的值为1时,将执行case 1语句块中的代码;当num的值为2时,将执行case 2语句块中的代码。如果num的值不匹配任何模式,则会执行else语句块中的代码。

运行上述代码,输出为:

two
Python

示例:字符串模式匹配

除了整数模式,我们还可以使用字符串模式进行匹配。下面是一个示例代码,根据给定的颜色输出相应的提示信息。

color = "red"

match color:
    case "red":
        print("Stop!")
    case "yellow":
        print("Prepare to stop!")
    case "green":
        print("Go!")
    else:
        print("Unknown color.")
Python

上述代码中,我们定义了一个字符串变量color,并用match语句对其进行匹配。当color的值为”red”时,将执行case "red"语句块中的代码;当color的值为”yellow”时,将执行case "yellow"语句块中的代码;当color的值为”green”时,将执行case "green"语句块中的代码。如果color的值不匹配任何模式,则会执行else语句块中的代码。

运行上述代码,输出为:

Stop!
Python

示例:变量模式匹配

match case语句中,我们还可以使用变量模式进行匹配。下面是一个示例代码,根据给定的分数进行评级。

score = 85

match score:
    case 90:
        print("A")
    case 80:
        print("B")
    case 70:
        print("C")
    case 60:
        print("D")
    case grade:
        if grade < 60:
            print("F")
        else:
            print("Unknown grade.")
Python

上述代码中,我们定义了一个变量score,并用match语句对其进行匹配。当score的值为90时,将执行case 90语句块中的代码;当score的值为80时,将执行case 80语句块中的代码;当score的值为70时,将执行case 70语句块中的代码;当score的值为60时,将执行case 60语句块中的代码。如果score的值不匹配任何模式,则会执行case grade语句块中的代码。在case grade语句块中,我们使用了grade作为一个新的变量来接收score的值,并进行进一步的判断。

运行上述代码,输出为:

Unknown grade.
Python

示例:常量模式匹配

match case语句中,我们还可以使用常量模式进行匹配。常量模式可以匹配布尔值、None、字符串以及其他常量。下面是一个示例代码,根据给定的布尔值进行判断。

value = True

match value:
    case True:
        print("Yes")
    case False:
        print("No")
    case _:
        print("Unknown value.")
Python

上述代码中,我们定义了一个布尔变量value,并用match语句对其进行匹配。当value的值为True时,将执行case True语句块中的代码;当value的值为False时,将执行case False语句块中的代码。如果value的值不匹配任何模式,则会执行case _语句块中的代码。在case _语句块中,我们使用了下划线_作为占位符,表示任意值。

运行上述代码,输出为:

Yes
Python

示例:类型模式匹配

在Python 3.10之前的版本中,我们可能需要在使用match case语句时,如果要匹配某个值的类型,我们可以使用类型模式进行匹配。下面是一个示例代码,根据给定的值的类型进行不同的操作:

value = "Hello, World!"

match value:
    case int:
        print("The value is an integer.")
    case float:
        print("The value is a float.")
    case str:
        print("The value is a string.")
    case _:
        print("Unknown value type.")
Python

上述代码中,我们定义了一个变量value,并使用match语句对其进行匹配。当value的类型是int时,将执行case int语句块中的代码;当value的类型是float时,将执行case float语句块中的代码;当value的类型是str时,将执行case str语句块中的代码。如果value的类型不匹配任何模式,则会执行case _语句块中的代码。

运行上述代码,输出为:

The value is a string.
Python

需要注意的是,类型模式只会匹配精确的类型,不会进行派生类型的匹配。如果需要匹配派生类型,可以使用isinstance()函数来实现。

示例:递归模式匹配

match case语句中,我们可以使用递归模式进行更复杂的匹配。下面是一个示例代码,根据给定的列表进行递归匹配:

def process_list(lst):
    match lst:
        case []:
            print("Empty list")
        case [x]:
            print("Single element list:", x)
        case [x, y, *rest]:
            print("List with at least 2 elements:", x, y, rest)
        else:
            print("Unknown list")

process_list([])
process_list([1])
process_list([1, 2, 3, 4])
process_list([1, 2])
Python

上述代码中,我们定义了一个函数process_list,它接受一个列表作为参数,并使用match语句对列表进行匹配。在match语句中,我们使用了不同的模式来匹配不同的列表情况。当列表为空时,将执行case []语句块中的代码;当列表只有一个元素时,将执行case [x]语句块中的代码,其中x表示列表中的第一个元素;当列表至少有两个元素时,将执行case [x, y, *rest]语句块中的代码,其中xy分别表示列表中的前两个元素,rest表示剩余的元素列表;如果列表不匹配任何模式,则会执行else语句块中的代码。

运行上述代码,输出为:

Empty list
Single element list: 1
List with at least 2 elements: 1 2 [3, 4]
List with at least 2 elements: 1 2 []
Python

示例:使用|进行多模式匹配

match case语句中,我们可以使用|运算符同时匹配多个模式。下面是一个示例代码,根据给定的值判断其是否为奇数或者能被3整除:

num = 17

match num:
    case x if x % 2 != 0 | x % 3 == 0:
        print("Odd number or divisible by 3")
    else:
        print("Other number")
Python

上述代码中,我们定义了一个变量num,并使用match语句对其进行匹配。在case语句中,我们使用了条件模式,即x if <condition>,其中x表示匹配的值。在条件模式中,我们使用|运算符同时匹配两个模式:一个是x % 2 != 0,表示x是否为奇数;另一个是x % 3 == 0,表示x是否能被3整除。如果条件模式匹配成功,则执行case语句块中的代码;否则,执行else语句块中的代码。

运行上述代码,输出为:

Odd number or divisible by 3
Python

结论

本文详细介绍了Python 3.10中引入的match case语句的概念、语法以及示例代码。match case语句提供了一种更加简洁、可读性更好的方式来实现模式匹配。通过match case语句,我们可以根据不同的模式执行相应的操作,更加方便地处理不同的情况。

在实际开发中,可以灵活运用match case语句来简化代码,增加可读性。然而值得注意的是,match case语句在Python 3.10中才被引入,因此在使用之前需要确保您的Python版本符合要求。

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