Python 3.10來(lái)了，switch語(yǔ)法終于出現(xiàn)

不用再自己琢磨如何實(shí)現(xiàn) switch 功能了。

對(duì)于從事數(shù)據(jù)科學(xué)和人工智能領(lǐng)域的人們來(lái)說(shuō)，Python 是大家的首選編程語(yǔ)言。根據(jù)最近的一項(xiàng)調(diào)查，27% 的程序員開(kāi)發(fā)職位要求掌握 Python 語(yǔ)言，今年年初這一數(shù)字還只是 18.5%。

Python 流行的原因在于其擁有非常直觀(guān)的能力：這門(mén)語(yǔ)言擁有大量的庫(kù)、足夠高的生產(chǎn)效率，還相對(duì)易于學(xué)習(xí)。去年 10 月，Python 的 3.9 版正式發(fā)布了，從字典更新 / 合并到添加新的字符串方法，再到 zoneinfo 庫(kù)的引入，Python 3.9 添加了許多新特性.

Python3.10 的第二個(gè) alpha 版本也已于去年 11 月初發(fā)布，相比于不久前發(fā)布的 3.9 版本，新版本對(duì)類(lèi)型注釋擴(kuò)展、zip、位計(jì)數(shù)、字典映射又有了新的改進(jìn)。就在昨天，Python 3.10 beta 版發(fā)布了，新的 beta 版最大的亮點(diǎn)可能就是引入了 switch-case 語(yǔ)句。

Python 3.10 beta 版新改進(jìn)

Switch 語(yǔ)句存在于很多編程語(yǔ)言中，但 Python 編程語(yǔ)言不支持 Switch 語(yǔ)句。早在 2016 年，PEP 3103 就被提出，建議 Python 支持 switch-case 語(yǔ)句。然而，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)很少人支持該特性，Python 開(kāi)發(fā)人員放棄了它。

時(shí)間在推到 2020 年，Python 的創(chuàng)始人 Guido van Rossum，提交了顯示 switch 語(yǔ)句的第一個(gè)文檔，命名為 Structural Pattern Matching，見(jiàn) PEP 634 。

如今，隨著 Python 3.10 beta 版的發(fā)布，終于將 switch-case 語(yǔ)句納入其中。

帶圓括號(hào)的上下文管理器：現(xiàn)在支持在上下文管理器中跨多行使用括號(hào)進(jìn)行延續(xù)。也可以在所包含組的末尾使用逗號(hào)。

with (
    CtxManager1() as example1,
    CtxManager2() as example2,
    CtxManager3() as example3,
):
    ...

錯(cuò)誤消息 - NameErrors：當(dāng)打印由 interpreter 引發(fā)的 NameError 時(shí)，PyErr_Display() 將在引發(fā)異常的函數(shù)中提供相似變量名的建議：

PEP 634 結(jié)構(gòu)模式匹配：模式匹配允許用戶(hù)在 match 后面跟隨數(shù)個(gè) case 語(yǔ)句。當(dāng)在程序執(zhí)行 match-case 時(shí)，有匹配的語(yǔ)句，程序就會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的 case 語(yǔ)句來(lái)執(zhí)行操作。

match-case 語(yǔ)法和操作：模式匹配的通用語(yǔ)法是：

match subject:
    case <pattern_1>:
        <action_1>
    case <pattern_2>:
        <action_2>
    case <pattern_3>:
        <action_3>
    case _:
        <action_wildcard>

match 語(yǔ)句接受一個(gè)表達(dá)式，并將其值與作為一個(gè)或多個(gè) case 塊給出的連續(xù)模式進(jìn)行比較。match-case 示例如下：

http_code = "418"
match http_code:
    case "200":
        print("OK")
        do_something_good()
    case "404":
        print("Not Found")
        do_something_bad()
    case "418":
        print("I'm a teapot")
        make_coffee()
    case _:
        print("Code not found")

下圖是 match-case 語(yǔ)句執(zhí)行示意圖。程序會(huì)檢查多個(gè) case 條件，并根據(jù)在變量 http_code 中找到的值執(zhí)行不同的操作。

同樣的，你也可以使用一組 if-elif-else 語(yǔ)句來(lái)構(gòu)建相同的邏輯：

http_code = "418"
if http_code == "418":
    print("OK")
    do_something_good()
elif http_code == "404":
    print("Not Found")
    do_something_bad()
elif http_code == "418"
    print("I'm a teapot")
    make_coffee()
else:
    print("Code not found")

然而，通過(guò)使用 match-case 語(yǔ)句，刪除了 http_code == 的重復(fù)執(zhí)行，當(dāng)測(cè)試許多不同的條件時(shí)使用 match-case，http_code == 看起來(lái)更加清晰。

我們可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)了解模式匹配：用 C、Java 或 JavaScript（以及許多其他語(yǔ)言）中的 switch 語(yǔ)句將對(duì)象（數(shù)據(jù)對(duì)象）與文本（模式）進(jìn)行匹配。switch 語(yǔ)句通常用于將對(duì)象 / 表達(dá)式與包含文字的 case 語(yǔ)句進(jìn)行比較。

雖然使用嵌套 if 語(yǔ)句的命令式指令系列可以用來(lái)完成類(lèi)似于結(jié)構(gòu)模式匹配的任務(wù)，但它不如聲明式方法那么清晰。相反，聲明性方法聲明了匹配所需滿(mǎn)足的條件，并且通過(guò)其顯式模式更具可讀性。雖然結(jié)構(gòu)模式匹配可以以最簡(jiǎn)單的形式使用，將變量與 case 語(yǔ)句中的文本進(jìn)行比較，但它對(duì) Python 的真正價(jià)值在于它對(duì)對(duì)象類(lèi)型和大小的處理。

match-case 可以說(shuō)是此次 Python 3.10 beta 版本最大的亮點(diǎn)。對(duì)于這種表達(dá)式，有人喜歡，有人憎惡。在 Python 還不支持 switch-case 之前，大家可能都是使用字典進(jìn)行相關(guān)操作。有人說(shuō) switch 除了讀著方便，沒(méi)什么優(yōu)點(diǎn)；還有人說(shuō) Python 的閉包機(jī)制，dict 的 value 可以是帶閉包的函數(shù)，這樣就使得表達(dá)能力比 switch-case 更上一層樓；但總歸 Python 3.10 beta 版本納入了 switch-case，為開(kāi)發(fā)者提供了另一種選擇。

更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參考：https://docs.python.org/3.10/whatsnew/3.10.html

參考鏈接：https://towardsdatascience.com/switch-case-statements-are-coming-to-python-d0caf7b2bfd3