模式匹配 match语句(仅在 Python 3.10及以上版本 中可用)

• Python 3.10 及以上版本中才引入了 match 语句
• 用于简化复杂的条件判断和数据解构；类似于其他语言中的 switch-case 语句，但功能更强大，支持 结构化模式匹配 （Structural Pattern Matching）

1. 基本语法

# match subject:
#     case pattern1:
#         #当 subject 匹配 pattern1 时执行的代码
#     case pattern2:
#         #当 subject 匹配 pattern2 时执行的代码
#     ...
#     case _:
#         # 当 subject 不匹配时任何前面的模式时执行的代码

2. 基本匹配操作

2.1 匹配常量

可以匹配 单个值 ：

x = 902

match x:
    case 902:
        print('Happy birthday!')
    case _:
        print('this is not my birthday')

也可以匹配 多个值 ，多个值之间用 | 分隔：

x = -2
 
match x:
    case 0:
        print('x等于0')
    case 1|2|3|4:
        print('x为正数')
    case -1|-2|-3|-4:
        print('x为负数')
    case _:
        print('shayebushi')

2.2 匹配变量

point = (0,0)
# point = (1,-1)

match point:
  case (x,y):
      print(f'Coordinates are ({x},{y})')
#如果 point 是一个包含两个元素的元组，会将元组的值分别赋给 x 和 y 变量上并打印坐标

2.3 匹配元组

# tuple = () # 输出: 空元组
tuple = (1,) # 输出: 单元素元组，元素为 1
# tuple = (1, 2) # 输出: 双元素元组，元素为 1，2
# tuple = (1, 2, 3, 4, 5) # 输出: 多个元素元组，前两个为 1 和 2，剩余 （3, 4，5）

match tuple:
    case ():
        print("空元组")
    case (x,):
        print(f"单元素元组，元素为 {x}")
    case (x, y):
        print(f"双元素元组，元素为 {x} 和 {y}")
    case (x, y, *rest):
        print(f"多个元素元组，前两个为 {x} 和 {y}，剩余 {rest}")

2.4 匹配列表

假设用户输入一个命令，用 args = [‘gcc’,‘hello.c’] 存储，用 match 匹配来解析这个列表

args = ['gcc','hello.c','world.c']
# args = ['clean']
# args = ['gcc']
match args:
  # 如果列表中仅有 'gcc' 字符串，没有指定文件名，报错：
  case ['gcc']:
      print('gcc: missing source file(s).')
  # 出现gcc，且至少指定了一个文件：
  # 列表第一个字符串是 'gcc'，第二个字符串赋给变量 files，后面的所有任意个字符串绑定到 *files(表明至少指定一个文件)
  case ['gcc',file1,*files]:
      print('gcc compile:' + file1 + ',' + ','.join(files))
  # 列表仅有 'clean'一个字符串：
  case ['clean']:
      print('clean')
  # 其他所有情况
  case _:
      print('invalid command.')

2.5 匹配字典

d = {'name':'echo','age':'24'}

match d:
    case {"name": name, "age": age}:
        print(f"用户 {name}，年龄 {age}")
    case {"error": code}:
        print(f"错误码: {code}")
    case _:
        print("未知格式")

2.6 条件匹配

可以在 case 语句中使用 if 来添加额外的条件（守卫条件），只有当模式匹配且守卫条件为 True 时，才会执行相应的代码块

# value = 0
value = 10
# value = -10

match value:
    case x if x < 0:
        print("负数")
    case x if x == 0:
        print("零")
    case x if x > 0:
        print("正数")

3. 应用场景

• 处理复杂的条件分支：多个复杂的条件需要判断时
• 解析数据结构：解析JSON数据、处理复杂的配置文件
• 状态机实现：根据不同状态和事件进行状态转换的判断