Python match 语句

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match 是 Python 3.10 引入的结构化模式匹配语句，类似于其他语言中的 switch-case，但功能更强大。

match 语句可以匹配数据结构的模式，不仅可以是常量值，还可以是类型、序列、字典等复杂模式。

单词释义： match 意为"匹配"，用于模式匹配。

基本语法与参数

match 语句是 Python 3.10+ 的新特性，用于替代复杂的多分支 if-elif 结构。

语法格式

match 变量:
    case 模式1:
        代码块1
    case 模式2:
        代码块2
    case _:
        默认代码块

模式类型

  • 常量模式： 匹配具体的值。
  • 通配符模式： case _ 匹配任何值，相当于 default。
  • 类型模式： 匹配数据类型。
  • 序列模式： 匹配列表、元组等序列。
  • 字典模式： 匹配字典。
  • 带条件的模式： 使用 if 添加额外条件。

实例

示例 1：基础用法（类似 switch）

实例

# Python 版本要求 3.10+
def http_status(status):
    match status:
        case 200:
            return "OK"
        case 404:
            return "Not Found"
        case 500:
            return "Server Error"
        case _:
            return "Unknown"

print(http_status(200))   # 输出: OK
print(http_status(404))   # 输出: Not Found
print(http_status(999))   # 输出: Unknown

运行结果预期:

OK
Not Found
Unknown

代码解析:

  1. case _ 是通配符，匹配所有未匹配的情况。
  2. 类似于 switch-case 中的 default。

示例 2：多值匹配

实例

# 多个值匹配同一结果
def color_name(code):
    match code:
        case "r" | "R":
            return "红色"
        case "g" | "G":
            return "绿色"
        case "b" | "B":
            return "蓝色"
        case _:
            return "未知"

print(color_name("r"))  # 输出: 红色
print(color_name("G"))  # 输出: 绿色
print(color_name("x"))  # 输出: 未知
[/mycode]</div>
</div>

<p><strong>运行结果预期:</strong></p>
<pre>红色
绿色
未知
</pre>
<p>使用 <code>|</code> 可以将多个值组合到同一个 case。</p>
<h3>示例 3：序列模式匹配</h3>

<div class="example">
<h2 class="example">实例</h2>
<div class="example_code">[mycode4 type="python"]
# 序列模式匹配
def describe_point(point):
    match point:
        case (0, 0):
            return "原点"
        case (x, 0):
            return f"X轴上的点 ({x}, 0)"
        case (0, y):
            return f"Y轴上的点 (0, {y})"
        case (x, y):
            return f"平面上的点 ({x}, {y})"
        case _:
            return "无效坐标"

print(describe_point((0, 0)))      # 输出: 原点
print(describe_point((5, 0)))      # 输出: X轴上的点 (5, 0)
print(describe_point((3, 4)))      # 输出: 平面上的点 (3, 4)

运行结果预期:

原点
X轴上的点 (5, 0)
平面上的点 (3, 4)

match 可以解构元组/列表，提取其中的值。

示例 4：字典模式匹配

实例

# 字典模式匹配
def process_user(user):
    match user:
        case {"name": name, "age": age}:
            return f"用户: {name}, 年龄: {age}"
        case {"name": name}:
            return f"用户: {name}"
        case _:
            return "无效用户"

print(process_user({"name": "Tom", "age": 20}))
print(process_user({"name": "Jerry"}))
print(process_user({"role": "admin"}))

运行结果预期:

用户: Tom, 年龄: 20
用户: Jerry
无效用户

字典模式可以提取特定键的值。

示例 5：带条件的模式

实例

# 带条件的模式匹配
def classify_number(n):
    match n:
        case n if n > 0:
            return f"正数 ({n})"
        case n if n < 0:
            return f"负数 ({n})"
        case 0:
            return "零"

print(classify_number(10))   # 输出: 正数 (10)
print(classify_number(-5))    # 输出: 负数 (-5)
print(classify_number(0))     # 输出: 零

# 复杂条件
def describe_list(lst):
    match lst:
        case []:
            return "空列表"
        case [x]:
            return f"单个元素: {x}"
        case [x, y]:
            return f"两个元素: {x}, {y}"
        case [x, *rest]:
            return f"第一个: {x}, 其余: {rest}"

print(describe_list([]))
print(describe_list([1]))
print(describe_list([1, 2, 3, 4]))

运行结果预期:

正数 (10)
负数 (-5)
零
空列表
单个元素: 1
第一个: 1, 其余: [2, 3, 4]

使用 case 变量 if 条件 可以添加额外的匹配条件。

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