Python match语句

Python 中的match 语句接受一个表达式并把它的值与一个或多个 case 块给出的一系列模式进行比较。这表面上像 C、Java 或 JavaScript（以及许多其他程序设计语言）中的 switch 语句，但其实它更像 Rust 或 Haskell 中的模式匹配。只有第一个匹配的模式会被执行，并且它还可以提取值的组成部分（序列的元素或对象的属性）赋给变量。

一、比较值

最简单的形式是将一个主语值与一个或多个字面值进行比较：

def http_error(status):
match status:
case 400:
return "Bad request"
case 404:
return "Not found"
case 418:
return "I'm a teapot"
case _:
return "Something's wrong with the internet"

注意最后一个代码块：“变量名” _ 被作为 通配符 并必定会匹配成功。如果没有 case 匹配成功，则不会执行任何分支。

可以用 | （“或”）将多个字面值组合到一个模式中：

case 401 | 403 | 404:
return "Not allowed"

形如解包赋值的模式可被用于绑定变量：

# point is an (x, y) tuple
match point:
case (0, 0):
print("Origin")
case (0, y):
print(f"Y={y}")
case (x, 0):
print(f"X={x}")
case (x, y):
print(f"X={x}, Y={y}")
case _:
raise ValueError("Not a point")

第一个模式有两个字面值，可视为前述字面值模式的扩展。接下来的两个模式结合了一个字面值和一个变量，变量 绑定 了来自主语（point）的一个值。第四个模式捕获了两个值，使其在概念上与解包赋值 (x, y) = point 类似。

二、使用类组织

如果用类组织数据，可以用“类名后接一个参数列表”这种很像构造器的形式，把属性捕获到变量里：

class Point:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y

def where_is(point):
match point:
case Point(x=0, y=0):
print("Origin")
case Point(x=0, y=y):
print(f"Y={y}")
case Point(x=x, y=0):
print(f"X={x}")
case Point():
print("Somewhere else")
case _:
print("Not a point")

三、位置参数

一些内置类（如 dataclass）为属性提供了一个顺序，此时，可以使用位置参数。自定义类可通过在类中设置特殊属性 __match_args__，为属性指定其在模式中对应的位置。若设为 ("x", "y")，则以下模式相互等价（且都把属性 y 绑定到变量 var）：

Point(1, var)
Point(1, y=var)
Point(x=1, y=var)
Point(y=var, x=1)

建议这样来阅读一个模式——通过将其视为赋值语句等号左边的一种扩展形式，来理解各个变量被设为何值。match 语句只会为单一的名称（如上面的 var）赋值，而不会赋值给带点号的名称（如 foo.bar）、属性名（如上面的 x= 和 y=）和类名（是通过其后的 "(...)" 来识别的，如上面的 Point）。

模式可以任意嵌套。举例来说，如果我们有一个由 Point 组成的列表，且 Point 添加了 __match_args__ 时，我们可以这样来匹配它：

class Point:
__match_args__ = ('x', 'y')
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y

match points:
case []:
print("No points")
case [Point(0, 0)]:
print("The origin")
case [Point(x, y)]:
print(f"Single point {x}, {y}")
case [Point(0, y1), Point(0, y2)]:
print(f"Two on the Y axis at {y1}, {y2}")
case _:
print("Something else")

我们可以为模式添加 if 作为守卫子句。如果守卫子句的值为假，那么 match 会继续尝试匹配下一个 case 块。注意是先将值捕获，再对守卫子句求值：

match point:
case Point(x, y) if x == y:
print(f"Y=X at {x}")
case Point(x, y):
print(f"Not on the diagonal")

四、match语句特性

match语句的一些其它关键特性：

• 与解包赋值类似，元组和列表模式具有完全相同的含义并且实际上都能匹配任意序列，区别是它们不能匹配迭代器或字符串。
• 序列模式支持扩展解包：[x, y, *rest] 和 (x, y, *rest) 和相应的解包赋值做的事是一样的。接在 * 后的名称也可以为 _，所以 (x, y, *_) 匹配含至少两项的序列，而不必绑定剩余的项。
• 映射模式：{"bandwidth": b, "latency": l} 从字典中捕获 "bandwidth" 和 "latency" 的值。额外的键会被忽略，这一点与序列模式不同。**rest 这样的解包也支持。（但 **_ 将会是冗余的，故不允许使用。）
• 使用 as 关键字可以捕获子模式：

case (Point(x1, y1), Point(x2, y2) as p2): ...

将把输入中的第二个元素捕获为 p2 （只要输入是包含两个点的序列）

• 大多数字面值是按相等性比较的，但是单例对象 True、False 和 None 则是按 id 比较的。
• 模式可以使用具名常量。它们必须作为带点号的名称出现，以防止它们被解释为用于捕获的变量：

from enum import Enum
class Color(Enum):
RED = 'red'
GREEN = 'green'
BLUE = 'blue'

color = Color(input("Enter your choice of 'red', 'blue' or 'green': "))

match color:
case Color.RED:
print("I see red!")
case Color.GREEN:
print("Grass is green")
case Color.BLUE:
print("I'm feeling the blues :(")