當(dāng)我第一次在 Python 中看到 match-case 時(shí)，我就喜歡上使用它了，我以為這只是個(gè)語(yǔ)法糖--—沒(méi)什么值得我改變習(xí)慣的。但后來(lái)我發(fā)現(xiàn)，我真的錯(cuò)了。

我發(fā)現(xiàn)這match-case不僅僅是一種更漂亮的書(shū)寫(xiě)方式，而是一種完全不同的思考條件句if-elif-else的方式——一種更清晰、更具表現(xiàn)力，而且說(shuō)實(shí)話……有點(diǎn)意思的方式？

本文中，云朵君將分享我是如何開(kāi)始使用match-case的，有哪些吸引我的地方，以及為什么我現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)很難再使用if ...。無(wú)論你是一個(gè)充滿好奇的初學(xué)者，還是一位深陷if…

那么什么是match-case？

Python 3.10 引入了 match 語(yǔ)句，乍一看，它有點(diǎn)像其他語(yǔ)言中的 switch 語(yǔ)句。

但它不止于此。

它旨在使分支邏輯更易讀、更具表現(xiàn)力，并且說(shuō)實(shí)話，編寫(xiě)和維護(hù)起來(lái)更輕松。

下面是基本語(yǔ)法：

match subject:
    case pattern1:
        # 對(duì) pattern1 執(zhí)行某些操作
    case pattern2：
        # 對(duì) pattern2 執(zhí)行某些操作
    case _：
        # 后備/默認(rèn)操作

將 match 視為檢查 subject 的值，并嘗試將其與不同的模式進(jìn)行match。_是一個(gè)通配符——它會(huì)捕獲之前未匹配的任何內(nèi)容。

在下一部分中，我將向你介紹一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)際用例 — — 這個(gè)用例讓我徹底愛(ài)上了使用這個(gè)方法。

Match-Case實(shí)踐： 處理 HTTP 狀態(tài)代碼

現(xiàn)在，開(kāi)始使用 match-case。假設(shè)我們需要處理 HTTP 狀態(tài)代碼--這是許多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的常見(jiàn)情況。有了match-case，我們可以簡(jiǎn)化邏輯，使其更具可讀性。

我們可以這樣編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)來(lái)處理不同的 HTTP 狀態(tài)代碼：

def handle_http_status(code: int) -> str:
    match code:
        case 200:
            return"Successful Request."
        case 400:
            return"Bad Request."
        case 404:
            return"Not Found."
        case _:
            return"Invalid Code."

status_code = 404
print(handle_http_status(status_code))

在此示例中：

• 如果狀態(tài)代碼是200，返回"Successful Request"
• 如果狀態(tài)代碼是400，返回"Bad Request"
• 如果狀態(tài)代碼是 400，返回"Not Found"
• 如果是其他代碼，則默認(rèn)代碼case _，會(huì)給出 "Invalid Code."

它簡(jiǎn)潔易懂，看起來(lái)像純英語(yǔ)！match-case的美妙之處在于它的清晰度——你可以立即看到每種情況的執(zhí)行情況，而且它比雜亂無(wú)章的"if-elif-else"代碼塊更具可讀性。

使用 OR 運(yùn)算符和 Match-Case

我發(fā)現(xiàn)match-case一個(gè)很酷的功能，可以使用 OR 運(yùn)算符 ( |) 將多個(gè)模式組合在一起。這意味著你可以在一個(gè)案例中匹配多個(gè)可能的值，從而避免編寫(xiě)多行代碼。

下面是一個(gè)我用它來(lái)檢查一個(gè)數(shù)是否為素?cái)?shù)的例子。我不用寫(xiě)一堆case語(yǔ)句，而是可以將3、5和7組合成一行，如下所示：

number = int(input("Enter a number from 1 to 10: "))
match number:
    case 3 | 5 | 7:
        print(f"{number} is a prime number.")
    case _:
        print(f"{number} is not a prime number.")

如果輸入的數(shù)字是3、5或7，我們將得到以下輸出：

7 is a prime number.

這是一種處理具有相同結(jié)果的多個(gè)條件的簡(jiǎn)潔方法。無(wú)需一堆elif語(yǔ)句，只需一行簡(jiǎn)潔的|運(yùn)算符即可。

為 Match-Cases添加 if 條件

我非常欣賞match-case的一點(diǎn)是，你可以使用條件為模式添加額外的if邏輯層。你可以在匹配模式的同時(shí)，仍然應(yīng)用額外的規(guī)則來(lái)微調(diào)匹配結(jié)果。

例如，假設(shè)我們要將一個(gè)數(shù)字分類為正數(shù)、負(fù)數(shù)或零。通常，你可能會(huì)使用一堆if語(yǔ)句，但使用match-case，你可以更優(yōu)雅地完成它：

def check_number(num: float) -> str:
    match num:
        case x if x > 0:
            return "Positive number"
        case x if x < 0:
            return "Negative number"
        case 0:
            return "It's zero!"

現(xiàn)在，當(dāng)我傳入時(shí)-999，我得到這個(gè)輸出：

Negative number

你可以看到我如何在每個(gè) case 語(yǔ)句中使用if條件。它非常強(qiáng)大，你可以在一個(gè) case 語(yǔ)句中混合使用模式匹配和自定義邏輯。

這意味著你可以匹配更具體的案例，而無(wú)需編寫(xiě)一大堆if檢查。

使用匹配大小寫(xiě)形式的元組

match-case最酷的功能之一就是它與元組配合起來(lái)非常方便。你可以一次匹配多個(gè)值，這對(duì)于二維坐標(biāo)系中存在x與y值的情況來(lái)說(shuō)非常完美。就像一次性解包值一樣！

這是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，我對(duì)二維空間中一個(gè)點(diǎn)的位置進(jìn)行分類：

def point_classification(x: float, y: float) -> str:
    match (x, y):
        case (0, 0):
            return "Origin"
        case (0, y):
            return "on the Y-axis"
        case (x, 0):
            return "on the X-axis"
        case (x, y):
            return "general point"

在這個(gè)例子中，當(dāng)我將點(diǎn)傳遞(8.2, 0)給函數(shù)時(shí)，它返回：

on the X-axis

match-case的巧妙在于，你可以直接在元組中匹配值，甚至可以將它們與多個(gè) case 組合（例如 X 軸或 Y 軸上的點(diǎn)）。與一堆if語(yǔ)句相比，它使代碼更具可讀性和表達(dá)能力。

匹配列表并提取元素

我喜歡match-case的另一點(diǎn)是它能輕松地處理列表。你不僅可以匹配列表的長(zhǎng)度，還可以提取列表中的特定元素和部分——所有這些都以一種非常簡(jiǎn)潔的方式進(jìn)行。

例如，假設(shè)你需要處理一個(gè)用戶操作列表。你無(wú)需檢查列表長(zhǎng)度并手動(dòng)解包元素，而是可以使用match-case來(lái)自動(dòng)完成：

def process_user_actions(actions):
    match actions:
        case []:
            print("User has not performed any actions yet.")
        case [action]:
            print(f"User performed one action: {action}")
        case [action, *rest]:
            print(f"""First action performed by user: {action}.
            There are {len(rest)} more actions.""")
        case _:
            print("Unexpected data format.")

在此示例中：

• 如果沒(méi)有執(zhí)行任何操作（空列表），則打印"User has not performed any actions yet."
• 如果只執(zhí)行一個(gè)操作，則會(huì)打印"User performed one action: {action}"
• 如果有多個(gè)動(dòng)作，它會(huì)提取第一個(gè)動(dòng)作并使用*rest語(yǔ)法計(jì)算列表中剩余的動(dòng)作數(shù)。

用一個(gè)示例操作列表來(lái)嘗試一下：

actions = ['login', 'click_button', 'view_item']
process_user_actions(actions)

它將輸出：

First action performed by user: login.
There are 2 more actions.

如你所見(jiàn)，match-case從列表中提取元素并進(jìn)行處理變得非常簡(jiǎn)單，無(wú)需手動(dòng)解包或檢查列表長(zhǎng)度。這是一種保持代碼可讀性和可維護(hù)性的好方法！

匹配類實(shí)例和屬性

match-case最強(qiáng)大的功能之一是可以與自定義類及其屬性一起使用。這讓你可以輕松處理對(duì)象的不同實(shí)例或狀態(tài)——幾乎就像直接在代碼中匹配不同"types"的對(duì)象一樣！

下面來(lái)看一個(gè)用于計(jì)算 BMI 的類示例。我用@dataclass它來(lái)簡(jiǎn)化類，然后根據(jù)計(jì)算出的 BMI 進(jìn)行匹配，從而提供個(gè)性化的響應(yīng)。

from dataclasses import dataclass, field

@dataclass
class BMI:
    height: float = field(metadata={"unit": "m"})
    weight: float = field(metadata={"unit": "kg"})

    def calculate_BMI(self):
        return self.weight / (self.height ** 2)

# 創(chuàng)建 BMI 實(shí)例
bmi_instance = BMI(height=1.90, weight=85)
bmi = bmi_instance.calculate_BMI()

match bmi:
    case x if x < 18.5:
        print("Underweight")
    case x if18.5 <= x <= 24.9:
        print("Optimum range")
    case _:
        print("Overweight")

在這個(gè)例子中，我使用calculate_BMI方法計(jì)算BMI ，然后用match-case來(lái)檢查該值并打印出適當(dāng)?shù)南ⅰ?/p>

對(duì)于此輸入：

bmi_instance = BMI(height=1.90, weight=85)

輸出將是：

Optimum range

這種方法非常簡(jiǎn)潔高效——我不需要手動(dòng)編寫(xiě)if語(yǔ)句來(lái)檢查BMI范圍。我只需根據(jù)結(jié)果進(jìn)行匹配并做出相應(yīng)的響應(yīng)即可。

Match-case vs. If-elif-else

假設(shè)你正在創(chuàng)建一個(gè)小程序，根據(jù)你輸入的內(nèi)容告訴你你的星座。你可以使用if-elif-else來(lái)實(shí)現(xiàn)：

element = input("""Enter your zodiac element (earth, water, fire, air): """).lower()

if element == "earth":
    print("You are cultivated and practical.")
elif element == "water":
    print("You are emotional and intuitive.")
elif element == "fire":
    print("You are brave and passionate.")
elif element == "air":
    print("You are social and intellectual.")
else:
    print("Bad input.")

使用if-elif-else，你基本上是逐個(gè)檢查條件。它運(yùn)行良好，但當(dāng)條件很多時(shí)可能會(huì)有點(diǎn)混亂。而且，正如你所見(jiàn)，你重復(fù)了多次詞element。

現(xiàn)在，看看如何使用match-case做同樣的事情：

element = input("""Enter your zodiac element (earth, water, fire, air): """).lower()

match element:
    case "earth":
        print("You are cultivated and practical.")
    case "water":
        print("You are emotional and intuitive.")
    case "fire":
        print("You are brave and passionate.")
    case "air":
        print("You are social and intellectual.")
    case _:
        print("Bad input."))

使用match-case，代碼更短，更易讀。它更清晰，邏輯也更容易理解。此外，當(dāng)代碼偏離軌道時(shí)，默認(rèn)_情況會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)。

Match-case優(yōu)點(diǎn)

當(dāng) Python 3.10 引入match-case時(shí)，我沒(méi)想到它會(huì)改變我編寫(xiě)代碼的方式。但使用之后，我可以坦誠(chéng)地說(shuō)，它讓我的代碼更簡(jiǎn)潔、更直觀。以下是我喜歡它的原因：

1.簡(jiǎn)潔

有了match-case，我只需幾行代碼就能處理復(fù)雜的分支邏輯。我不再需要編寫(xiě)重復(fù)的if-elif-else語(yǔ)句。例如，當(dāng)我檢查多個(gè)條件時(shí)，我可以在一行代碼中使用|運(yùn)算符，從而使我的代碼更簡(jiǎn)潔、更清晰。

2.可讀性

它更容易閱讀。有了match-case，邏輯一目了然。每個(gè)情況都截然不同，而且我所檢查的內(nèi)容也一目了然。它比傳統(tǒng)的if-elif-else代碼塊更易讀，尤其是在需要處理多個(gè)條件時(shí)。

3.安全

Match-case幫助我避免錯(cuò)誤。它確保所有情況都得到處理，并且通配符_可以捕獲任何意外情況。我再也不用擔(dān)心遺漏條件或忘記默認(rèn)情況了。

總的來(lái)說(shuō)，match-case讓代碼更安全、更易理解、更高效。如果你還沒(méi)試過(guò)，我強(qiáng)烈推薦你嘗試一下match-case！你覺(jué)得怎么樣？