👋 🕴🏿 🎭 パターンマッチング。今Pythonで ❄️ 🙄 ✊🏼

ねえ！

パターンマッチングがついに3番目のPythonのアニバーサリーマイナーにもたらされました。コンセプト自体はほとんど新しいとは言えません。新しい世代（Rust、Golang）とすでに0x18を超えている言語（Java）の両方で、すでに多くの言語で実装されています。

パターンマッチングは、Pythonプログラミング言語の作者であり「寛大な生涯独裁者」であるGuido vanRossumによって発表されました。

私の名前はDenisKaishevで、MiddlePython開発者コースのコードレビュー担当者です。この投稿では、Pythonにパターンマッチングがある理由とその操作方法について説明します。

構文的には、パターンマッチングは、他の多くの言語と基本的に同じです。

match_expr:
    | star_named_expression ',' star_named_expressions?
    | named_expression
match_stmt: "match" match_expr ':' NEWLINE INDENT case_block+ DEDENT
case_block: "case" patterns [guard] ':' block
guard: 'if' named_expression
patterns: value_pattern ',' [values_pattern] | pattern
pattern: walrus_pattern | or_pattern
walrus_pattern: NAME ':=' or_pattern
or_pattern: '|'.closed_pattern+
closed_pattern:
    | capture_pattern
    | literal_pattern
    | constant_pattern
    | group_pattern
    | sequence_pattern
    | mapping_pattern
    | class_pattern
capture_pattern: NAME !('.' | '(' | '=')
literal_pattern:
    | signed_number !('+' | '-')
    | signed_number '+' NUMBER
    | signed_number '-' NUMBER
    | strings
    | 'None'
    | 'True'
    | 'False'
constant_pattern: attr !('.' | '(' | '=')
group_pattern: '(' patterns ')'
sequence_pattern: '[' [values_pattern] ']' | '(' ')'
mapping_pattern: '{' items_pattern? '}'
class_pattern:
    | name_or_attr '(' ')'
    | name_or_attr '(' ','.pattern+ ','? ')'
    | name_or_attr '(' ','.keyword_pattern+ ','? ')'
    | name_or_attr '(' ','.pattern+ ',' ','.keyword_pattern+ ','? ')'
signed_number: NUMBER | '-' NUMBER
attr: name_or_attr '.' NAME
name_or_attr: attr | NAME
values_pattern: ','.value_pattern+ ','?
items_pattern: ','.key_value_pattern+ ','?
keyword_pattern: NAME '=' or_pattern
value_pattern: '*' capture_pattern | pattern
key_value_pattern:
    | (literal_pattern | constant_pattern) ':' or_pattern
    | '**' capture_pattern

複雑で紛らわしいように見えるかもしれませんが、実際には、すべて次のようになります。

match some_expression:
    case pattern_1:
        ...
    case pattern_2:
        ...

それははるかに明確で、目にはより心地よいように見えます。

テンプレート自体はいくつかのグループに分けられます。

リテラルパターン;
キャプチャパターン;
ワイルドカードパターン;
定数値パターン;
シーケンスパターン;
マッピングパターン;
クラスパターン。

それぞれについて少しお話しします。

リテラルパターン

リテラルパターンは、その名前が示すように、一連の値、つまり文字列、数値、ブール値、および~~NULL~~なしの照合を含みます。メソッドが使用されている

ようです。 string == 'string'

__eq__

match number:
    case 42:
        print('answer')
    case 43:
        print('not answer')

キャプチャパターン

キャプチャテンプレートを使用すると、テンプレートで指定された名前で変数をバインドし、ローカルスコープ内でその名前を使用できます。

match greeting:
    case "":
        print('Hello my friend')
    case name:
        print(f'Hello  {name}')

ワイルドカードパターン

一致するオプションが多すぎる場合は _

、を使用できます。これは特定のデフォルト値であり、構造内のすべての要素に一致します。 match


match number:
    case 42:
        print("Its’s forty two")
    case _:
        print("I don’t know, what it is")

定数値パターン

定数を使用する場合は、列挙などの点線の名前を使用する必要があります。そうしないと、キャプチャパターンが機能します。

OK = 200
CONFLICT = 409

response = {'status': 409, 'msg': 'database error'}
match response['status'], response['msg']:
    case OK, ok_msg:
        print('handler 200')
    case CONFLICT, err_msg:
        print('handler 409')
    case _:
        print('idk this status')

そして、期待される結果は最も明白ではありません。

シーケンスパターン

それはあなたがからリスト、タプル、およびその他のオブジェクトを比較することができます collections.abc.Sequence

を除いて str

、 bytes

、 bytearray

。

answer = [42]
match answer:
    case []:   
        print('i do not find answer')
    case [x]:
        print('asnwer is 42')
    case [x, *_]:
        print('i find more than one answers')

これでlen()

、メソッドが呼び出されるため、リスト内のアイテムの数を確認するために毎回呼び出す必要はありません __len__

。

マッピングパターン

このグループは前のグループと少し似ていますが、ここでのみ辞書、正確にはタイプのオブジェクトを照合しています collections.abc.Mapping

。それらは互いに非常にうまく組み合わせることができます。

args = (1, 2)
kwargs = {'kwarg': 'kwarg', 'one_more_kwarg': 'one_more_kwarg'}

def match_something(*args, **kwargs):
    match (args, kwargs):
        case (arg1, arg2), {'kwarg': kwarg}:
            print('i find positional args and one keyword args')
        case (arg1, arg2), {'kwarg': kwarg, 'one_more_kwarg': one_more_kwarg}:
            print('i find a few keyword args')
        case _:
            print('i cannot match anything')

match_something(*args, **kwargs)

そして、すべてがうまくいくでしょうが、機能があります。このパターンは、このキーの辞書への入力を保証しますが、辞書の長さは重要ではありません。だから私は位置引数を見つけ、1つのキーワード引数が画面に表示されます。

クラスパターン

ユーザー定義のデータ型の場合、構文はオブジェクトの初期化に似ています。

これは、データクラスの例でどのように見えるかです。

from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Coordinate:
    x: int
    y: int
    z: int

coordinate = Coordinate(1, 2, 3)
match coordinate:
    case Coordinate(0, 0, 0):
        print('Zero point')
    case _:
        print('Another point')

if

、またはいわゆるを使用することもでき guard

ます。条件がfalseの場合、パターンマッチングは続行されます。パターンが最初に一致し、その後で条件がチェックされることに注意してください。

case Coordinate(x, y, z) if z == 0:
    print('Point in the plane XY')

クラスを直接使用する場合は、__match_args__

位置引数が必要な属性が必要です（namedtupleおよびdataclassesの場合、 __match_args__

自動的に生成されます）。

class Coordinate:
    __match_args__ = ['x', 'y', 'z']

    def __init__(self, x, y, z):
        self.x = x
        self.y = y
        self.z = z

oordinate = oordinate(1, 2, 3)
match oordinate:
    case oordinate(0, 0, 0):
        print('Zero oordinate')
    case oordinate(x, y, z) if z == 0:
        print('oordinate in the plane Z')
    case _:
        print('Another oordinate')

それ以外の場合は、TypeError例外が スローされます。Coordinate（）は0個の位置サブパターンを受け入れます（3個指定）

収益は何ですか？

実際、最近のものと一緒に別のシンタックスシュガーのように見え walrus operator

ます。実装は、現状では、ステートメントブロックmatch

を同等の構造 if/else

、つまりバイトコードに変換します。これは同じ効果があります。

Python用のFlaskWebフレームワークの作成者であるArminRonacherは、パターンマッチングの現在の状態を非常に簡潔に説明しました。

はい、議論するのは難しいです。コードはif/else

、スクリーンタワーの3分の1よりもいくらかクリーンになります。しかし、それをすごい効果を生み出すものと呼ぶこともできません。導入されたことは悪くありません。どこでも使用できると便利ですが、どこでも使用できるとは限りません。どういうわけか、この目新しさの主なことは、それをやり過ぎないことです。すべてのプロジェクトを3.10に更新し、すべてを書き直すために、より速く実行しないことです。理由は次のとおりです。

今は決してないよりはましです。多くの場合、現在よりも優れていることはありませんが。

使ってくれませんか？もしそうなら、どこ？

パターンマッチング。今Pythonで