Python 用字典模拟switch-case语句|极客教程

Python 用字典模拟switch-case语句，Python没有switch/case语句，因此有时候需要用很长的if...elif...else链作为替代品。本节将介绍一个在Python中使用字典和头等函数来模拟switch/case语句的技巧。听起来很激动人心，下面开始吧！
假设程序中有以下if链：

>>> if cond == 'cond_a':
...     handle_a()
... elif cond == 'cond_b':
...     handle_b()
... else:
...     handle_default()

当然，这里只有三种情况，还不算太糟。但如果有十几个elif分支，那么就有点麻烦了。我认为非常长的if语句链是一种糟糕的编码方式，让程序难以阅读和维护。
用字典查找表可以模拟switch/case语句的行为，从而替换这种很长的if...elif...else语句。
思路是利用Python中头等函数的特性，即函数可以作为参数传递给其他函数，也可作为其他函数的值返回，还可以分配给变量并存储在数据结构中。
例如，我们可以定义一个函数并存储在列表中以备后用：

>>> def myfunc(a, b):
...     return a + b
...
>>> funcs = [myfunc]
>>> funcs[0]
<function myfunc at 0x107012230>

调用该函数的语法很直观，只需要在列表中使用索引访问，然后用()调用语法来调用函数并传递参数：

>>> funcs[0](2, 3)
5

那么如何使用头等函数的特性简化链式if语句呢？核心思想是定义一个字典，在字典的键值对中，键是输入条件，值是用来执行对应操作的函数：

>>> func_dict = {
...     'cond_a': handle_a,
...     'cond_b': handle_b
... }

这样就不必通过if语句进行筛选，而是在检查每个条件时，查找对应的字典键来获取并调用相应的处理函数：

>>> cond = 'cond_a'
>>> func_dict[cond]()

这个实现差不多可以工作了，只要cond位于字典中即可。如果不存在，则会得到KeyError异常。
因此还需要用一种方法来支持默认情况以便对应if语句中的else分支。幸运的是Python字典有一个get()方法，用来返回给定键的值；如果找不到，则返回一个默认值。这正好能用于此处：

>>> func_dict.get(cond, handle_default)()

这段代码可能乍一看语法很奇怪，但在深入剖析后，你会发现其工作方式与前面的例子完全相同。这里又用到了Python的头等函数特性，将handle_default传递给get()作为查找的备选值。此时如果在字典中找不到某个条件就会调用默认处理函数，不会再抛出KeyError。
下面来看一个更完整的例子，其中使用了字典查找和头等函数替换if语句链。你阅读完下面这个示例就能明白这种固定模式，它用来将某些类型的if语句转换为基于字典的分支决策。
首先用if链来编写一个函数，之后再转成字典形式。该函数接受像add或mul这样的字符串操作码，然后对操作数x和y进行一些运算：

>>> def dispatch_if(operator, x, y):
...    if operator == 'add':
...        return x + y
...    elif operator == 'sub':
...        return x - y
...    elif operator == 'mul':
...        return x * y
...    elif operator == 'div':
...        return x / y

说实话，虽然这只是另一个简单的示例（完整的例子需要粘贴大段无聊的代码），但能很好地说明底层的设计模式。一旦理解这种模式，就能将其应用于各种不同的场景。
你可以尝试调用dispatch_if()函数，向其传递字符串操作码和两个数来执行简单的计算：

>>> dispatch_if('mul', 2, 8)
16
>>> dispatch_if('unknown', 2, 8)
None

注意，unknown的情形能够正常工作是因为Python会向所有函数结尾添加隐式的return None语句。
到现在为止还不错，现在将原始dispatch_if()转换成一个新函数，其中使用字典将操作码映射到用于对应的头等函数中，以便执行相应的算术运算。

>>> def dispatch_dict(operator, x, y):
...     return {
...        'add': lambda: x + y,
...        'sub': lambda: x - y,
...        'mul': lambda: x *  y,
...        'div': lambda: x /  y,
...    }.get(operator, lambda: None)()

这种基于字典的实现结果与原始dispatch_if()相同。两个函数的调用方式完全相同：

>>> dispatch_dict('mul', 2, 8)
16
>>> dispatch_dict('unknown', 2, 8)
None

这段代码还可在几个方面继续改进从而达到实用水准。
首先，每次调用dispatch_dict()时都会为操作码查找创建一个临时字典和一串lambda表达式，从性能角度来看这并不理想。对于注重性能的代码，可以先创建字典并将其作为常量，之后调用该函数时可以再次引用这个字典，不用每次查找时都重新创建。
其次，如果真的想做一些像x + y这样简单的算术，那么最好使用Python的内置operator模块，而不是使用示例中的lambda函数。operator模块实现了所有的Python操作符，例如operator.mul和operator.div等。不过这不是什么大问题。前面只是故意使用lambda来让例子更具普适性，有助于你将这种模式应用到其他情况。
现在你又学会了一种技巧，可以用来简化某些冗长的if语句链。但要记住，这种技术不是万金油，有时用简单的if语句会更好。

关键要点