還在使用 if-elif 鏈？我告訴你更好的方法
當我第一次在 Python 中看到 match-case 時，我就喜歡上使用它了，我以為這只是個語法糖--—沒什么值得我改變習(xí)慣的。但后來我發(fā)現(xiàn)，我真的錯了。
我發(fā)現(xiàn)這match-case不僅僅是一種更漂亮的書寫方式，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，而且說實話……有點意思的方式？
本文中，云朵君將分享我是如何開始使用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 ...。無論你是一個充滿好奇的初學(xué)者，還是一位深陷if…
那么什么是match-case？
Python 3.10 引入了 match 語句，乍一看，它有點像其他語言中的 switch 語句。
但它不止于此。
它旨在使分支邏輯更易讀、更具表現(xiàn)力，并且說實話，編寫和維護起來更輕松。
下面是基本語法：
match subject:
case pattern1:
# 對 pattern1 執(zhí)行某些操作
case pattern2：
# 對 pattern2 執(zhí)行某些操作
case _：
# 后備/默認操作將 match 視為檢查 subject 的值，并嘗試將其與不同的模式進行match。_是一個通配符——它會捕獲之前未匹配的任何內(nèi)容。
在下一部分中，我將向你介紹一個簡單的實際用例 — — 這個用例讓我徹底愛上了使用這個方法。
Match-Case實踐： 處理 HTTP 狀態(tài)代碼
現(xiàn)在，開始使用 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)用的常見情況。有了match-case，我們可以簡化邏輯，使其更具可讀性。
我們可以這樣編寫一個函數(shù)來處理不同的 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，則默認代碼case _，會給出 "Invalid Code."
它簡潔易懂，看起來像純英語！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，而且它比雜亂無章的"if-elif-else"代碼塊更具可讀性。
使用 OR 運算符和 Match-Case
我發(fā)現(xiàn)match-case一個很酷的功能，可以使用 OR 運算符 ( |) 將多個模式組合在一起。這意味著你可以在一個案例中匹配多個可能的值，從而避免編寫多行代碼。
下面是一個我用它來檢查一個數(shù)是否為素數(shù)的例子。我不用寫一堆case語句，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)果的多個條件的簡潔方法。無需一堆elif語句，只需一行簡潔的|運算符即可。
為 Match-Cases添加 if 條件
我非常欣賞match-case的一點是，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，仍然應(yīng)用額外的規(guī)則來微調(diào)匹配結(jié)果。
例如，假設(shè)我們要將一個數(shù)字分類為正數(shù)、負數(shù)或零。通常，你可能會使用一堆if語句，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，當我傳入時-999，我得到這個輸出：
Negative number你可以看到我如何在每個 case 語句中使用if條件。它非常強大，你可以在一個 case 語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，而無需編寫一大堆if檢查。
使用匹配大小寫形式的元組
match-case最酷的功能之一就是它與元組配合起來非常方便。你可以一次匹配多個值，這對于二維坐標系中存在x與y值的情況來說非常完美。就像一次性解包值一樣！
這是一個簡單的例子，我對二維空間中一個點的位置進行分類：
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"在這個例子中，當我將點傳遞(8.2, 0)給函數(shù)時，它返回：
on the X-axismatch-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 case 組合（例如 X 軸或 Y 軸上的點）。與一堆if語句相比，它使代碼更具可讀性和表達能力。
匹配列表并提取元素
我喜歡match-case的另一點是它能輕松地處理列表。你不僅可以匹配列表的長度，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潔的方式進行。
例如，假設(shè)你需要處理一個用戶操作列表。你無需檢查列表長度并手動解包元素，而是可以使用match-case來自動完成：
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)行一個操作，則會打印"User performed one action: {action}"
- 如果有多個動作，它會提取第一個動作并使用*rest語法計算列表中剩余的動作數(shù)。
用一個示例操作列表來嘗試一下：
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，match-case從列表中提取元素并進行處理變得非常簡單，無需手動解包或檢查列表長度。這是一種保持代碼可讀性和可維護性的好方法！
匹配類實例和屬性
match-case最強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象的不同實例或狀態(tài)——幾乎就像直接在代碼中匹配不同"types"的對象一樣！
下面來看一個用于計算 BMI 的類示例。我用@dataclass它來簡化類，然后根據(jù)計算出的 BMI 進行匹配，從而提供個性化的響應(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")在這個例子中，我使用calculate_BMI方法計算BMI ，然后用match-case來檢查該值并打印出適當?shù)南ⅰ?/p>
對于此輸入：
bmi_instance = BMI(height=1.90, weight=85)輸出將是：
Optimum range這種方法非常簡潔高效——我不需要手動編寫if語句來檢查BMI范圍。我只需根據(jù)結(jié)果進行匹配并做出相應(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來實現(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，你基本上是逐個檢查條件。它運行良好，但當條件很多時可能會有點混亂。而且，正如你所見，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，當代碼偏離軌道時，默認_情況會自動出現(xiàn)。
Match-case優(yōu)點
當 Python 3.10 引入match-case時，我沒想到它會改變我編寫代碼的方式。但使用之后，我可以坦誠地說，它讓我的代碼更簡潔、更直觀。以下是我喜歡它的原因：
1.簡潔
有了match-case，我只需幾行代碼就能處理復(fù)雜的分支邏輯。我不再需要編寫重復(fù)的if-elif-else語句。例如，當我檢查多個條件時，我可以在一行代碼中使用|運算符，從而使我的代碼更簡潔、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條件時。
3.安全
Match-case幫助我避免錯誤。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。我再也不用擔心遺漏條件或忘記默認情況了。
總的來說，match-case讓代碼更安全、更易理解、更高效。如果你還沒試過，我強烈推薦你嘗試一下match-case！你覺得怎么樣？
