Match-case: мощная замена if-elif-else

Расширенные примеры использования match-case

Разбор AST (абстрактного синтаксического дерева)

match-case идеально подходит для обработки узлов дерева выражений. Рассмотрим простой калькулятор.

from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Num:
    value: int

@dataclass
class Add:
    left: object
    right: object

@dataclass
class Mul:
    left: object
    right: object

def eval_expr(expr):
    match expr:
        case Num(value):
            return value
        case Add(left, right):
            return eval_expr(left) + eval_expr(right)
        case Mul(left, right):
            return eval_expr(left) * eval_expr(right)
        case _:
            raise ValueError("Неизвестный узел")

# Пример
expr = Add(Num(2), Mul(Num(3), Num(4)))
print(eval_expr(expr))  # 2 + (3*4) = 14

14

Здесь match автоматически проверяет тип узла и извлекает атрибуты благодаря __match_args__ (в датаклассах он генерируется автоматически).

Обработка команд с аргументами

Предположим, есть список команд, каждая из которых может быть строкой с параметрами.

def process_command(cmd):
    match cmd.split():
        case ["quit"]:
            print("Выход из программы")
        case ["move", x, y]:
            print(f"Перемещение в ({x}, {y})")
        case ["add", *items]:
            numbers = list(map(int, items))
            print(f"Сумма = {sum(numbers)}")
        case _:
            print("Неизвестная команда")

process_command("move 10 20")
process_command("add 1 2 3 4")
process_command("quit")

Перемещение в (10, 20)
Сумма = 10
Выход из программы

Сопоставление с вложенными словарями и guards

Пример разбора JSON-ответа API.

response = {
    "status": "success",
    "data": {"user": {"id": 123, "name": "Иван"}}
}

match response:
    case {"status": "success", "data": {"user": {"id": user_id, "name": name}}}:
        print(f"Пользователь {name} (ID {user_id})")
    case {"status": "error", "message": msg}:
        print(f"Ошибка: {msg}")
    case _:
        print("Неизвестный формат ответа")

Пользователь Иван (ID 123)

Использование match в цикле для фильтрации

Можно обрабатывать элементы списка, каждый раз применяя сопоставление.

data = [1, "hello", (2, 3), {"key": "value"}, 3.14]
for item in data:
    match item:
        case int(x):
            print(f"Целое: {x}")
        case str(s):
            print(f"Строка: {s}")
        case (a, b):
            print(f"Кортеж из двух элементов: {a}, {b}")
        case dict(d):
            print(f"Словарь с {len(d)} элементами")
        case _:
            print("Другой тип")

Целое: 1
Строка: hello
Кортеж из двух элементов: 2, 3
Словарь с 1 элементами
Целое: 3.14  # float не совпал с int, поэтому перешло на _

Комбинация OR с классами

В одном case можно перечислить несколько классов.

class Cat:
    pass
class Dog:
    pass

animal = Dog()
match animal:
    case Cat() | Dog():
        print("Домашнее животное")
    case _:
        print("Дикое животное")

Домашнее животное

Обработка ошибок с помощью guard по типу исключения

Хотя match не предназначен для обработки исключений, можно использовать его в блоке except.

import sys

try:
    1/0
except ZeroDivisionError as e:
    # Использование match для детализации
    match str(e):
        case "division by zero":
            print("Попытка деления на ноль")
        case _:
            print("Другая ошибка с нулём")

Попытка деления на ноль

Однако чаще match применяют к самому объекту исключения.

try:
    raise ValueError("некорректное значение", 42)
except ValueError as e:
    match e.args:
        case (msg, code):
            print(f"Код ошибки: {code}, сообщение: {msg}")
        case (msg,):
            print(f"Сообщение: {msg}")

Код ошибки: 42, сообщение: некорректное значение

Парсинг простых математических выражений (строковый ввод)

Пример разбора строки вида "2 + 3" с помощью match и split.

expr = "15 * 4"
match expr.split():
    case [a, "+", b]:
        print(f"{a} + {b} = {int(a) + int(b)}")
    case [a, "-", b]:
        print(f"{a} - {b} = {int(a) - int(b)}")
    case [a, "*", b]:
        print(f"{a} * {b} = {int(a) * int(b)}")
    case [a, "/", b]:
        print(f"{a} / {b} = {int(a) / int(b)}")
    case _:
        print("Неверный формат")

15 * 4 = 60

Обратите внимание: в реальном проекте стоит добавить проверку возможности преобразования в int, использовать try/except.

Сопоставление с константами из перечисления (Enum)

from enum import Enum

class Color(Enum):
    RED = 1
    GREEN = 2
    BLUE = 3

c = Color.RED
match c:
    case Color.RED:
        print("Красный")
    case Color.GREEN:
        print("Зелёный")
    case Color.BLUE:
        print("Синий")

Красный

Здесь Color.RED - это литерал-константа, а не захват переменной, так как это атрибут класса.