刚刚,Python 3.10 正式发布了!我发现了一个可怕的功能...

就在前几天( 2021年10月4日) Python 终于正式发布了 3.10 版本,看了下这个版本的一些特性,最受关注的应该就是 结构模式匹配 了吧?也就是大家所熟悉的switch-case,写错了不好意思,是 match-case。

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下边是最简单的一个 match-case 的例子,看起来是不是非常的直观简洁?

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def http_error(status):
match status:
case 400:
print("Bad request")
case 404:
print("Not found")
case 418:
print("I'm a teapot")
case _:
print("Something's wrong with the internet")

对这个功能满怀期待的我,赶紧就下载升级了 3.10 的 Python 赶紧试用,可没想到在我深入的体验过后,我从最开始的期待,变成了敬畏。

敬畏,是因为这样一个看似简单的新功能,却有着不少的学习成本,并且对 结构模式匹配 半知半解的人来说,会增大代码出错的概率,并不是大数人都能轻松驾驭的。

我为什么会这么说呢?我会在文章最后来简述我的观点。

鉴于大多数人,都没有实际用过这种 结构模式匹配,我会从 升级 3.10 开始教大家如何尝鲜这个新功能,然后我会详细的介绍 match-case 的使用方法。

1. 升级 3.10 新版本

我本机的电脑上目前的 Python 版本是 3.9.1 的

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$ /usr/local/bin/python3 --version
Python 3.9.1

由于这边我使用的是 mac,因此我从官网上下载的是 Python 3.10 的 pkg 文件,如果是 win 的用户,可以下载相应的 msi 或者 exe 文件。

下载链接我贴在下边,可以直接访问下载

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mac: https://www.python.org/ftp/python/3.10.0/python-3.10.0-macos11.pkg
win: https://www.python.org/ftp/python/3.10.0/python-3.10.0-amd64.exe

我下载好安装文件后,双击安装,之后就双击下载的 pkg 文件,进入安装流程

微信图片_20211013100137一路点击继续,该同意的同意一下,出现如下提示表示安装成功。

微信图片_20211013100151再次在终端上确认下是否升级成功

微信图片_20211013100207 2. or 模式的使用

在上面我已经贴出一个 match-case 的最简单示例,这边就直接跳过简单示例,来说说那些比较特殊的用法。

在 Python 3.10 中其实有新增一个 联合类型操作符 | ,但这个只能用于类型,具体的用法,我会在下一篇文章中做详细的介绍,本篇文章还是集中于 match-case 的使用。

在学习match-case 的时候,你会发现,也有一个类似于联合类型操作符的用法,但请你要注意区别,它并不是联合类型操作,而是在 match-case 下独有的 or模式操作符 | ,它可以将多个具体相同逻辑的 case 语句简写成同一个

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match status:
case 401 | 403 | 404:
print("Not allowed")
case _:
print("Something's wrong with the internet")

3. 通配符匹配任意对象

match-case 的出现有利于提高代码的可读性,让你的代码更加优雅,但同时要使用好它,也是有一些门槛的,特别是通配符的使用。

下边我举一些例子来进行讲解

在如下代码中,使用了通配符 _ 和 可变参数中的 * 符号

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import sys

match sys.argv[1:]:
case ["quit"]:
print("exit")
case ["create", user]: # 创建单个用户
print("create", user)
case ["create", *users]: # 批量创建多个用户
for user in users:
print("create", user)
case _:
print("Sorry, I couldn't understand the argv")

最后一个 case 中的 _ 并不作为变量名,而表示一种特殊的模式,在前面的 case 中都未命中的情况下,该 case 会是最后的保障,能确保命中,它相当于 Go 语言中的 default 分支。

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import "fmt"

func main() {
education := "本科"

switch education {
case "博士":
fmt.Println("我是博士")
case "研究生":
fmt.Println("我是研究生")
case "本科":
fmt.Println("我是本科生")
case "大专":
fmt.Println("我是大专生")
default:
fmt.Println("学历未达标..")
}
}

4. 使用可变参数 *args

第二个 case 和 第三个 case 非常的像,区别在于第三个 case中 users 前加了个 *,他跟原 Python 函数中的可变参数是一个用法,会匹配列表的多个值。

在该中表示可以从命令行参数中批量创建用户。

微信图片_20211013100226在 match-case 中相应的 case 若有运行到,对应的变量是会被创建的。比如

微信图片_20211013100239 5. 使用可变参数 **kv

在如下代码中,**rest 会匹配到所有的 args 中的 key 和 value

微信图片_20211013100254 6. 长度的匹配方式

若你希望使用 case 仅对对象的长度做一些匹配,可以使用下面这样的方式

  • [*_] 匹配任意长度的 list;
  • (*,* , *_) 匹配长度至少为 2 的 tuple

7. 类对象的匹配

对于类对象的匹配,下边这个例子足够简单,不再讲解。

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8. 匹配要注意顺序

在上边基本介绍完了 match-case 的使用方法,如需更详细的内容,不如去通读下 PEP 636(https://www.python.org/dev/peps/pep-0636/) 的内容。

在文章最开始的时候,我说过开发者应该对这些新特性 心存敬畏,match-case 这样一个看似简单的新功能,却有着不少的学习成本,如果对 结构模式匹配 半知半解的人来说,可能会增大代码出错的概率,并不是大数人都能轻松驾驭的。

之所以会这么说,是因为 match-case 在面对不同的对象,它的匹配的规则也有所不同。

  • 当 match 的对象是一个 list 或者 tuple 的时候,需要长度和元素值都能匹配,才能命中,这就是为什么下面这个例子走的是第三个 case 而不是第二个 case。

微信图片_20211013100324

  • 当 match 的对象是一个 dict 的时候,规则却有所不同,只要 case 表达式中的 key 在所 match 的对象中有存在,即可命中。

微信图片_20211013100339

  • 而当 match 的对象是类对象时,匹配的规则是,跟 dict 有点类似,只要对象类型和对象的属性有满足 case 的条件,就能命中。

微信图片_20211013100351因此在写 match-case 的时候,最大的难点可能就是如何把握这个顺序,才能确保你写的代码不会翻车。

我个人总结一些规律,仅供大家参考:

  • list 或者 tuple:应该从不格式到严格
  • dict 或者 object:应该从严格到不严格

在经过半天时间的尝鲜后,我有了一些自己的理解,分享给大家,不知道我的理解有没有问题,但我依然建议大家在 充分了解 match-case 的匹配规则 后,再去使用它。

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