Python学习之Python3.10中match-case的用法和示例

在 Python 3.10 中引入了新的 match-case 语法，它是一种用于模式匹配的结构。它类似于 switch-case 语句，可以根据不同的模式匹配执行不同的代码块。

match-case 语法的基本结构如下：

match expression:
    case pattern1:
        # 执行代码块1
    case pattern2:
        # 执行代码块2
    ...
    case patternN:
        # 执行代码块N
    case _:
        # 默认代码块

其中 expression 是要匹配的表达式，pattern 是用于匹配的模式，通过 case 关键字连接。下面是几种常见的 match-case 用法及示例：

1. 常量匹配：

match x:
    case 0:
        print("值为0")
    case 1:
        print("值为1")
    case _:
        print("其他值")

2. 变量匹配：

match x:
    case 'a':
        print("变量为'a'")
    case n:
        print(f"变量为{n}")
    case _:
        print("其他情况")

3. 类型匹配：

match value:
    case str_val as str:
        print("字符串类型")
    case int_val as int:
        print("整数类型")
    case _:
        print("其他类型")

4. 结构化匹配：

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

p = Point(1, 2)
match p:
    case Point(0, 0):
        print("原点")
    case Point(x, 0):
        print(f"在 x 轴上，x 坐标为{x}")
    case Point(0, y):
        print(f"在 y 轴上，y 坐标为{y}")
    case Point(x, y):
        print(f"在坐标系中，坐标为({x}, {y})")

需要注意的是，在 match-case 结构中，模式是按从上到下的顺序进行匹配的，一旦匹配成功，相应的代码块会被执行，之后的模式不再匹配。如果没有匹配成功的模式，可以使用 _ 作为默认模式。

Python 3.10 中的 match-case 语法还支持区间匹配，可以用于判断一个值是否在某个区间内。

5.区间匹配的示例：

match value:
    case 0..10:
        print("值在 0 到 10 之间")
    case 11..20:
        print("值在 11 到 20 之间")
    case _:
        print("值在其他区间")

在示例中，case 后面的模式使用了区间表示。0..10 表示闭区间，包括 0 和 10；11..20 同样是闭区间，包括 11 和 20。如果匹配成功，相应的代码块将被执行。

需要注意的是，在区间匹配中，左边界必须小于或等于右边界。如果不满足这个条件，将会引发 SyntaxError 错误。

此外，区间匹配也可以与其他类型的匹配结合使用。例如：

match value:
    case str_val as str:
        print("字符串类型")
    case int_val as int:
        case 0..10:
            print("整数在 0 到 10 之间")
        case 11..20:
            print("整数在 11 到 20 之间")
        case _:
            print("其他整数")
    case _:
        print("其他类型")

在这个示例中，首先匹配原始值的类型，然后再根据整数值的区间进行匹配。

这是区间匹配在 Python 3.10 的 match-case 中的用法和示例。通过使用区间匹配，我们可以更加灵活地匹配值是否在指定的区间内，从而简化条件判断的过程。

这就是 match-case 在 Python 3.10 中的基本用法和示例。它可以简化复杂的条件判断，使代码更加清晰和易读。

延伸阅读

match-case 结构与传统的 switch-case 语句有几个主要的不同之处：

1. 模式匹配：match-case 结构支持更灵活的模式匹配，可以匹配常量、变量、类型、结构化数据以及区间。这使得在匹配逻辑更加清晰，并且可以消除大量的连续的 if-elif 语句。

2. 穿透：在 switch-case 语句中，一旦匹配到某个 case，默认会从匹配的 case 开始执行代码块，并且在每个 case 结束后终止整个 switch 结构。而在 match-case 结构中，默认是不会穿透的，也就是说只会执行匹配成功的 case 对应的代码块，并在执行完后立即退出 match-case 结构，不会执行其他 case 对应的代码块。

3. 缺省情况：在 match-case 结构中可以使用 _ 作为默认模式，用于处理无法匹配到其他模式的情况。而在 switch-case 结构中，如果没有匹配到任何 case，需要自己另外处理这种情况。

4. 可迭代对象：在 match-case 结构中，可以使用 match 对可迭代对象进行解构匹配，匹配其中的每个元素。而在 switch-case 结构中，需要手动遍历可迭代对象进行匹配。

总体来说，match-case 结构相对于传统的 switch-case 语句更灵活、更强大，可以更方便地进行模式匹配。它能够简化代码逻辑，使代码更易读、更易扩展。但需要注意的是，match-case 结构是在 Python 3.10 中引入的新特性，如果使用的是较早版本的 Python，需要进行相应的版本兼容性检查和处理。