在 Python 3.10 中使用“match...case”

2022-08-02 11:31:46

本文將概述 Python 3.10 中新的“match...case”語法是什么以及如何使用它, 然后我們將更深入地研究高級用法。

“match...case”語法類似于其他面向?qū)ο笳Z言中的 switch 語句，它旨在使結(jié)構(gòu)與 case 的匹配更容易。

讓我們開始.

語法

“match...case”語法如下：

def greeting(message):
match message.split():
case ["hello"]:
print("this message says hello")
case ["hello", name]:
print("This message is a personal greeting to {name}")
case _:
print("The message didn’t match with anything")

讓我們通過語法來看看它是如何工作的。

我們創(chuàng)建的函數(shù)接受一個名為 message 的參數(shù)。match 關(guān)鍵字接受一個對象來比較列出的案例。

在我們的示例中，match 關(guān)鍵字接收一個字符串列表，這是 message.split() 操作的結(jié)果。為了進(jìn)一步說明，假設(shè)我們這樣調(diào)用函數(shù)：

greeting("hello")

該函數(shù)首先將這個字符串拆分為所有空格，并形成一個列表。對于上述輸入，匹配運(yùn)算符將使用 ["hello"] 列表。然后它將列表與每個案例進(jìn)行比較。我們的第一個案例是：

case ["hello"]

我們的輸入與此完全匹配，因此代碼在這種情況下繼續(xù)執(zhí)行。

輸出：

this message says hello

如果我們這樣調(diào)用函數(shù)會怎樣：greeting("hello George")？

使用該輸入，匹配運(yùn)算符將使用 ["hello", "George"] 列表來比較所有案例。第一種情況，case“hello”，將不匹配，因?yàn)楸容^列表中有兩個元素，而不是一個。

結(jié)構(gòu)匹配

匹配運(yùn)算符匹配給定的表達(dá)式的結(jié)構(gòu),因此，由于 case 表達(dá)式的長度，我們的第一個 case 不匹配，即使比較表達(dá)式與列表中的第一個元素匹配。

第二種情況是 ["hello", name]。這就是我們的輸入匹配的情況。如果你沒有為 Python 提供一個文字值來匹配，它會將比較表達(dá)式中的任何值綁定到 case 表達(dá)式中的變量名。因此，在我們的示例中，name 將設(shè)置為 George。并且這種情況匹配（它有“hello”作為第一個元素，并且還有一個元素，它被綁定到 name），所以輸出是：

This message is a personal greeting to George

現(xiàn)在讓我們嘗試像這樣調(diào)用函數(shù)：greeting("hello George Johnson")。

比較表達(dá)式變?yōu)?["hello", "George", "Johnson"]。現(xiàn)在讓我們來看看每個案例。第一種情況失敗，因?yàn)楸容^表達(dá)式中有 3 個元素，而不是 1。第二種情況以同樣的方式失??；第二種情況期望看到一個長度為 2 的列表，其中第一個元素是“hello”。第一個元素其實(shí)是“hello”，但是比較表達(dá)式有3個元素，所以這個case不匹配。

剩下的唯一選項(xiàng)是下劃線大小寫，這是默認(rèn)的匹配所有內(nèi)容的大小寫。把它想象成 switch 語句中的默認(rèn)情況。如果比較表達(dá)式與其他任何內(nèi)容都不匹配，它將始終與 _ 情況匹配。

下劃線作為最后一種情況這種情況下的任何情況都不會運(yùn)行，因?yàn)樗星闆r都將與下劃線情況匹配。這類似于 if...else 中的 else 關(guān)鍵字。_ 大小寫匹配所有內(nèi)容，因?yàn)?Python 將 _ 識別為有效的變量名。所以就像我們匹配 case ["hello", name] 時，比較表達(dá)式將綁定到 _ name。在我們的特定情況下，_ 變量將保存值 ["hello", "George", "Johnson"]。

所以在我們最新的函數(shù)調(diào)用greeting("hello George Johnson")中，輸出將是：

The message didn’t match with anything

高級用法

“match...case”語法是一個非常強(qiáng)大的工具，可用于比較許多不同的表達(dá)式和值。如果像我們在上面的示例中那樣比較列表，那么可以使用更多的匹配功能。

在 case 表達(dá)式中，可以使用運(yùn)算符將所有剩余元素放入變量中。例如：

comparison_list = ["one", "two", "three"]
match comparison_list:
  case [first]:
      print("this is the first element: {first}")
  case [first, *rest]:
      print("This is the first: {first}, and this is the rest: {rest}")
  case _:
      print("Nothing was matched")

在此代碼段中，第二種情況將匹配并執(zhí)行，輸出為：

This is the first: one, and this is the rest: ["two", "three"]

還可以從兩個或多個結(jié)構(gòu)中組合案例分支，如下所示：

match comparisonList:
   case [first] | [first, "two", "seven"]:
       print("this is the first element: {first}")
   case [title, "hello"] | ["hello", title]:
       print("Welcome esteemed guest {title}")
   case [first, *rest]:
       print("This is the first: {first}, and this is the rest: {rest}")
   case _:
       print("Nothing was matched")

第一種和第二種情況由幾個不同的表達(dá)式組成，比較表達(dá)式可以適合這些表達(dá)式以運(yùn)行 case 分支。這提供了一些靈活性來組合分支。

我們還將介紹字典的“match...case”語法。匹配運(yùn)算符將檢查比較表達(dá)式是否包含 case 表達(dá)式中的屬性。例如：

comparisonDictionary = {
   "John": "boy",
   "Jack": "boy",
   "Jill": "girl",
   "Taylor": "girl"
}
match comparisonDictionary:
   case {"John": "boy", "Taylor": "boy"}:
       print("John and Taylor are both boys")
   case {"John": "boy", "Taylor": "girl"}:
       print("Taylor is a girl and John is a boy")
   case _:
       print("Nothing matches")