模式匹配

在 Python 3.10 中引入了 match 语句，它是一种强大的模式匹配工具，类似于其他语言中的 switch 语句，但功能更强大。match 语句可以用于匹配不同的模式，并根据匹配结果执行相应的代码块。

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match 语句的基本语法

match subject:
    case pattern1:
        # 处理 pattern1
    case pattern2:
        # 处理 pattern2
    case _:
        # 默认情况

• subject：需要匹配的对象。

• pattern：匹配的模式，可以是字面值、变量、类型、结构等。

• _：默认情况，类似于 switch 语句中的 default。

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match 的用法和场景

1. 匹配字面值

匹配具体的值（如整数、字符串等）。

def handle_status(status):
    match status:
        case 200:
            print("Success")
        case 404:
            print("Not Found")
        case 500:
            print("Server Error")
        case _:
            print("Unknown Status")

handle_status(200)  # 输出 "Success"
handle_status(404)  # 输出 "Not Found"

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2. 匹配类型

匹配对象的类型。

def handle_value(value):
    match value:
        case int():
            print("Integer")
        case str():
            print("String")
        case list():
            print("List")
        case _:
            print("Unknown Type")

handle_value(42)        # 输出 "Integer"
handle_value("Hello")    # 输出 "String"
handle_value([1, 2, 3])  # 输出 "List"

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3. 匹配结构

匹配复杂的数据结构（如列表、字典等）。

def handle_data(data):
    match data:
        case [x, y]:
            print(f"List with two elements: {x}, {y}")
        case {"name": name, "age": age}:
            print(f"Dictionary with name: {name}, age: {age}")
        case _:
            print("Unknown Structure")

handle_data([1, 2])  # 输出 "List with two elements: 1, 2"
handle_data({"name": "Alice", "age": 25})  # 输出 "Dictionary with name: Alice, age: 25"

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4. 匹配嵌套结构

匹配嵌套的数据结构。

def handle_nested(data):
    match data:
        case {"user": {"name": name, "age": age}}:
            print(f"User: {name}, Age: {age}")
        case _:
            print("Unknown Nested Structure")

handle_nested({"user": {"name": "Bob", "age": 30}})  # 输出 "User: Bob, Age: 30"

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5. 匹配变量

将匹配的值绑定到变量。

def handle_variable(data):
    match data:
        case (x, y):
            print(f"Tuple with elements: {x}, {y}")
        case _:
            print("Unknown Data")

handle_variable((10, 20))  # 输出 "Tuple with elements: 10, 20"

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6. 匹配条件

在模式中添加条件（if 语句）。

def handle_condition(data):
    match data:
        case (x, y) if x > y:
            print(f"First element is greater: {x} > {y}")
        case (x, y) if x < y:
            print(f"Second element is greater: {x} < {y}")
        case _:
            print("Unknown Condition")

handle_condition((10, 5))  # 输出 "First element is greater: 10 > 5"
handle_condition((3, 7))   # 输出 "Second element is greater: 3 < 7"

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7. 匹配枚举

匹配枚举类型。

from enum import Enum

class Status(Enum):
    SUCCESS = 200
    NOT_FOUND = 404
    SERVER_ERROR = 500

def handle_enum(status):
    match status:
        case Status.SUCCESS:
            print("Success")
        case Status.NOT_FOUND:
            print("Not Found")
        case Status.SERVER_ERROR:
            print("Server Error")
        case _:
            print("Unknown Status")

handle_enum(Status.SUCCESS)  # 输出 "Success"

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8. 匹配通配符

使用 _ 匹配任意值。

def handle_wildcard(data):
    match data:
        case (_, _):
            print("Tuple with two elements")
        case _:
            print("Unknown Data")

handle_wildcard((1, 2))  # 输出 "Tuple with two elements"

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总结

match 语句的常见用法包括：

1. 匹配字面值。

2. 匹配类型。

3. 匹配结构。

4. 匹配嵌套结构。

5. 匹配变量。

6. 匹配条件。

7. 匹配枚举。

8. 匹配通配符。

match 语句非常适合处理复杂的条件分支和数据结构匹配，可以显著提高代码的可读性和简洁性！