Python 教程（七）：match...case 模式匹配

news2024/9/9 1:08:20

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Python 教程（七）：match…case 模式匹配

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前言

在 Python 中，match 和 case 是一种新的语法结构，首次出现在 Python 3.10 中。这种结构提供了一种类似于其他编程语言中 switch 或 case 的功能，允许基于不同条件执行不同的代码块。

基本语法

match 语句

match 语句是 Python 中的模式匹配语句，它允许你将一个值与多个模式进行匹配，并根据匹配结果执行相应的代码块。

match value:
    case pattern1:
        code_block1
    case pattern2:
        code_block2
    ...
    case _:
        default_code_block

case 语句

case 语句是 match 语句的一部分，用于定义一个或多个模式，当 match 语句中的值与这些模式匹配时，将执行相应的代码块。

模式匹配的类型

具体值匹配：匹配一个具体的值。
类型匹配：匹配一个特定的数据类型。
序列匹配：匹配一个序列，例如列表或元组。
星号表达式：匹配序列中的部分元素。
命名变量：在模式中使用变量名，将匹配的值赋给这些变量。
复杂匹配: 可以匹配多个值、匹配一定范围，并且把匹配后的值绑定到变量

示例

具体值匹配

某个学生的成绩只能是 A、B、C，用if语句编写如下：

score = 'B'
if score == 'A':
    print('score is A.')
elif score == 'B':
    print('score is B.')
elif score == 'C':
    print('score is C.')
else:
    print('invalid score.')

用 match 进行改写

score = 'B'

match score:
    case 'A':
        print('score is A.')
    case 'B':
        print('score is B.')
    case 'C':
        print('score is C.')
    case _: # _表示匹配到其他任何情况
        print('score is ???.')

类型匹配

def match_type(value):
    match value:
        case int():
            print("这是一个整数")
        case float():
            print("这是一个浮点数")
        case str():
            print("这是一个字符串")
        case _:
            print("未知类型")

match_type(10)  # 输出：这是一个整数
match_type(3.14)  # 输出：这是一个浮点数
match_type("hello")  # 输出：这是一个字符串
match_type([1, 2, 3])  # 输出：未知类型

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序列匹配

def match_sequence(value):
    match value:
        case [1, 2, 3]:
            print("匹配到 [1, 2, 3]")
        case (1, num):
            print("匹配到元组，第一个元素为 1",'第二个数', num)
        case [1, *rest]:
            print(f"匹配到以 1 开头的列表，其余元素为 {rest}")
        case _:
            print("匹配到其他值")

match_sequence([1, 2, 3])  # 输出：匹配到 [1, 2, 3]
match_sequence([1, 4, 5])  # 输出：匹配到以 1 开头的列表，其余元素为 [4, 5]
match_sequence((1, 2))  # 输出：匹配到元组，第一个元素为 1 第二个数 2
match_sequence("hello")  # 输出：匹配到其他值

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星号表达式

def match_sequence(value):
    match value:
        case [1, *rest]:
            print(f"匹配到以 1 开头的列表，其余元素为 {rest}")
        case _:
            print("匹配到其他值")

match_sequence([1, 2, 3])  # 输出：匹配到以 1 开头的列表，其余元素为 [2, 3]
match_sequence([1, 4, 5])  # 输出：匹配到以 1 开头的列表，其余元素为 [4, 5]

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命名变量

def match_named(value):
    match value:
        case (a, b):
            print(f"匹配到元组，第一个元素为 {a}，第二个元素为 {b}")
        case {"name": name, "age": age}:
            print(f"匹配到字典，名字为 {name}，年龄为 {age}")
        case _:
            print("匹配到其他值")

match_named((1, 2))  # 输出：匹配到元组，第一个元素为 1，第二个元素为 2
match_named({"name": "Alice", "age": 30})  # 输出：匹配到字典，名字为 Alice，年龄为 30
match_named([1, 2, 3])  # 输出：匹配到其他值

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复杂匹配

age = 15

match age:
    case x if x < 10:
        print(f'< 10 years old: {x}')
    case 10:
        print('10 years old.')
    case 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18:
        print('11~18 years old.')  
    case 19:
        print('19 years old.')
    case _:
        print('not sure.')


# 11~18 years old.