模式匹配

1. match 语句基本概念

为什么使用 match？

当用 if ... elif ... elif ... else ... 判断时，代码冗长，可读性差。match 语句可以针对某个变量匹配若干种情况，代码更简洁易读。

基本语法

match <变量>:
    case <值1>:
        <执行1>
    case <值2>:
        <执行2>
    case _:  # 匹配其他任何情况（必须放在最后）
        <执行默认>

关键点：

• match 后跟要匹配的变量
• case 后跟匹配的值
• case _ 表示匹配任意值，必须放在最后
• 每个 case 后必须有冒号 :
• 执行语句需要缩进

2. 简单匹配

匹配单个值

score = 'B'

match score:
    case 'A':
        print('score is A.')
    case 'B':
        print('score is B.')
    case 'C':
        print('score is C.')
    case _:  # 匹配其他任何情况
        print('score is ???.')

对比 if-elif-else：

# 使用 if-elif-else（冗长）
if score == 'A':
    print('score is A.')
elif score == 'B':
    print('score is B.')
elif score == 'C':
    print('score is C.')
else:
    print('invalid score.')

# 使用 match-case（简洁）
match score:
    case 'A':
        print('score is A.')
    case 'B':
        print('score is B.')
    case 'C':
        print('score is C.')
    case _:
        print('invalid score.')

3. 复杂匹配

匹配多个值

使用 | 分隔多个值：

age = 15

match age:
    case 10:
        print('10 years old.')
    case 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18:
        print('11~18 years old.')
    case 19:
        print('19 years old.')
    case _:
        print('not sure.')

匹配范围（条件匹配）

使用 if 条件：

age = 15

match age:
    case x if x < 10:
        print(f'< 10 years old: {x}')
    case 10:
        print('10 years old.')
    case 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18:
        print('11~18 years old.')
    case _:
        print('not sure.')

绑定变量

在 case 中可以将匹配的值绑定到变量：

age = 8

match age:
    case x if x < 10:
        print(f'< 10 years old: {x}')  # x 被赋值为 8
    case _:
        print('other')

4. 匹配列表

基本列表匹配

args = ['gcc', 'hello.c', 'world.c']

match args:
    case ['gcc']:
        print('gcc: missing source file(s).')
    case ['gcc', file1, *files]:
        print('gcc compile: ' + file1 + ', ' + ', '.join(files))
    case ['clean']:
        print('clean')
    case _:
        print('invalid command.')

列表匹配规则

• case ['gcc']：匹配只有 'gcc' 一个元素的列表
• case ['gcc', file1, *files]：
  • 第一个元素必须是 'gcc'
  • 第二个元素绑定到 file1
  • 剩余元素（0个或多个）绑定到 *files
• case ['clean']：匹配只有 'clean' 一个元素的列表
• case _：匹配其他所有情况

列表匹配示例

# 示例1：匹配固定结构
args = ['gcc', 'hello.c']
match args:
    case ['gcc', file]:
        print(f'compile: {file}')  # file = 'hello.c'
    case _:
        print('invalid')

# 示例2：匹配可变长度
args = ['gcc', 'a.c', 'b.c', 'c.c']
match args:
    case ['gcc', file1, *files]:
        print(f'first: {file1}')      # file1 = 'a.c'
        print(f'others: {files}')     # files = ['b.c', 'c.c']
    case _:
        print('invalid')

# 示例3：匹配空列表
args = []
match args:
    case []:
        print('empty list')
    case _:
        print('not empty')

5. 匹配规则总结

匹配类型

匹配类型	语法	示例
单个值	case 值:	case 'A':
多个值	case 值1|值2:	case 1|2|3:
条件匹配	case 变量 if 条件:	case x if x < 10:
列表匹配	case [元素1, 元素2]:	case ['gcc', file]:
可变列表	case [元素1, *rest]:	case ['gcc', *files]:
任意匹配	case _:	case _:

匹配顺序

• 从上往下匹配，遇到第一个匹配的 case 就执行
• case _ 必须放在最后，否则会匹配所有情况

6. 常见操作速查

基本结构

match variable:
    case value1:
        do_something1()
    case value2 | value3:
        do_something2()
    case x if condition:
        do_something3(x)
    case [pattern1, pattern2]:
        do_something4()
    case _:
        do_default()

实际应用示例

# 示例1：成绩等级判断
score = 'B'
match score:
    case 'A':
        print('优秀')
    case 'B':
        print('良好')
    case 'C':
        print('及格')
    case _:
        print('不及格')

# 示例2：年龄分组
age = 25
match age:
    case x if x < 18:
        print('未成年')
    case 18 | 19 | 20 | 21 | 22:
        print('青年')
    case x if 23 <= x < 60:
        print('成年')
    case _:
        print('老年')

# 示例3：命令解析
command = ['delete', 'file1.txt', 'file2.txt']
match command:
    case ['delete']:
        print('错误：未指定文件')
    case ['delete', *files]:
        print(f'删除文件: {", ".join(files)}')
    case ['create', name]:
        print(f'创建: {name}')
    case _:
        print('未知命令')

7. match vs if-elif-else

对比

特性	match-case	if-elif-else
可读性	✅ 更清晰	❌ 较冗长
匹配单个值	✅ 简洁	✅ 支持
匹配多个值	✅ | 语法	❌ 需要多个 ==
列表匹配	✅ 强大	❌ 不支持
条件匹配	✅ 支持	✅ 支持
Python版本	3.10+	所有版本

使用建议

• 简单值匹配：优先使用 match-case（Python 3.10+）
• 复杂条件：可以使用 if-elif-else
• 列表解析：match-case 更强大

8. 快速记忆总结

• 基本语法：match 变量: + case 值: + case _:
• 匹配方式：
  • 单个值：case 'A':
  • 多个值：case 1|2|3:
  • 条件：case x if x < 10:
  • 列表：case ['gcc', file]:
  • 可变列表：case ['gcc', *files]:
• 关键规则：
  • case _ 必须放在最后
  • 从上往下匹配，第一个匹配就执行
  • 列表匹配可以绑定变量
• 优势：代码更简洁，可读性更好，特别适合多值匹配和列表解析

9. 常见错误

错误1：case _ 位置错误

# ❌ 错误：case _ 不能放在前面
match score:
    case _:
        print('default')
    case 'A':
        print('A')

# ✅ 正确：case _ 必须放在最后
match score:
    case 'A':
        print('A')
    case _:
        print('default')

错误2：忘记冒号

# ❌ 错误
match score:
    case 'A'
        print('A')

# ✅ 正确
match score:
    case 'A':
        print('A')

错误3：版本不支持

# ⚠️ 注意：match-case 需要 Python 3.10+
# Python 3.9 及以下版本不支持