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python散装笔记——140: 其他语言中`switch`语句的替代方案

wptr33 2025-03-08 01:00 20 浏览

Python中没有内置的switch语句,但可以通过多种方式实现类似的功能。以下是一些常见的替代方案:

1: 使用python官方内置的if/else结构

如果你想实现类似switch/case的功能,最直接的方法是使用if/else结构。

 def switch(value):
     if value == 1:
         return "one"
     if value == 2:
         return "two"
     if value == 42:
         return "the answer to the question about life, the universe and everything"
     raise Exception("No case found!")

测试:

 >>> switch(1)
 one
 >>> switch(2)
 two
 >>> switch(3)
 …
 Exception: No case found!
 >>> switch(42)
 the answer to the question about life the universe and everything

  • if/else结构虽然看起来有些冗余,但这是最直接且效率最高的方法。
  • 如果没有匹配的值,可以抛出异常或返回默认值。

2: 使用字典映射函数

另一种方法是创建一个字典,将每个值映射到一个函数。

 switch = {
   1: lambda: 'one',
   2: lambda: 'two',
   42: lambda: 'the answer of life the universe and everything',
 }

然后添加一个函数

 def default_case():
   raise Exception('No case found!')

你使用字典的get方法获取给定值的函数来检查和运行它。如果value在dictionary中不存在,则运行default_case。

 >>> switch.get(1, default_case)()
 one
 >>> switch.get(2, default_case)()
 two
 >>> switch.get(3, default_case)()
 …
 Exception: No case found!
 >>> switch.get(42, default_case)()
 the answer of life the universe and everything

你还可以添加一些语法糖,让switch看起来更好:

 def run_switch(value):
   return switch.get(value, default_case)()
 
 >>> run_switch(1)
 one

  • 使用字典的get方法可以方便地获取对应的函数,并在没有匹配值时调用默认函数。
  • 这种方法的优点是代码更加简洁,易于维护。

3: 使用类的反射机制

你可以使用一个类来模拟switch/case结构。下面是使用类的反射机制(使用getattr()函数将字符串解析为实例的绑定方法)来解决“case”部分。

然后这个反射机制方法被别名为__call__方法来重载()操作符。

 class SwitchBase:
   def switch(self, case):
     m = getattr(self, 'case_{}'.format(case), None)
     if not m:
       return self.default
     return m
   
   __call__ = switch

然后为了让它看起来更好,我们继承SwitchBase类(但它可以在一个类中完成),在那里我们将所有的case定义为方法:

 class CustomSwitcher(SwitchBase):
   def case_1(self):
     return 'one'
   
   def case_2(self):
     return 'two'
 
   def case_42(self):
     return 'the answer of life, the universe and everything!'
 
   def default(self):
     raise Exception('Not a case!')

这样我们就可以使用它了:

 >>> switch = CustomSwitcher()
 >>> print(switch(1))
 one
 >>> print(switch(2))
 two
 >>> print(switch(3))
 …
 Exception: Not a case!
 >>> print(switch(42))
 the answer of life, the universe and everything!
  • 使用getattr方法动态获取方法。
  • 通过__call__方法重载()操作符,使类实例可以像函数一样调用。

4: 使用上下文管理器

另一种方法非常易读且优雅,但比if/else结构效率低得多,就是构建一个像下面这样的类,读取并存储用于比较的值,在上下文中将自身暴露为一个可调用对象,如果与存储的值匹配,则返回true:

 class Switch:
   def __init__(self, value):
     self._val = value
   
   def __enter__(self):
     return self
 
   def __exit__(self, type, value, traceback):
     return False # Allows traceback to occur
 
   def __call__(self, cond, *mconds):
     return self._val in (cond,)+mconds

然后定义这些分支几乎和真正的switch/case结构是一样的(为了更容易展示,在下面的函数中暴露出来):

 def run_switch(value):
   with Switch(value) as case:
     if case(1):
       return 'one'
     if case(2):
       return 'two'
     if case(3):
       return 'the answer to the question about life, the universe and everything'
     # default
     raise Exception('Not a case!')

所以执行结果是:

 >>> run_switch(1)
 one
 >>> run_switch(2)
 two
 >>> run_switch(3)
 …
 Exception: Not a case!
 >>> run_switch(42)
 the answer to the question about life, the universe and everything
  • 使用上下文管理器with语句,使代码看起来更接近switch/case结构。
  • 这种方法的优点是代码可读性高,但缺点是效率较低。
  • 这种方法可以通过pip安装的switch模块实现。
  • 在实际开发中,if/else结构通常是实现类似switch/case功能的首选方法,因为它简单且效率高。

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