Python 为什么不支持 switch 语句?

1. Python 中的选择语句

在编程中,选择语句是非常重要的一种语句,它让程序根据不同的条件执行不同的语句块。在 Python 中,我们可以使用 if...elif...else 语句来实现选择。下面是一段简单的代码示例:

a = 10

if a > 0:

print("a is positive")

elif a == 0:

print("a is zero")

else:

print("a is negative")

在这段代码中,如果 a 大于 0,那么会输出 a is positive;如果 a 等于 0,那么会输出 a is zero;如果 a 小于 0,那么会输出 a is negative。

2. switch 语句的概述

在其他编程语言中,比如 C、C++、Java 等,还有一种选择语句叫做 switch 语句,它可以根据一个表达式的值来选择执行哪一个语句块。下面是一个 C 语言中的 switch 语句的示例:

switch (a) {

case 1:

printf("a is 1");

break;

case 2:

printf("a is 2");

break;

default:

printf("a is not 1 or 2");

}

在这段代码中,如果 a 的值是 1,则会执行 printf("a is 1");如果 a 的值是 2,则会执行 printf("a is 2");否则会执行 printf("a is not 1 or 2")。

3. Python 中为什么没有 switch 语句?

Python 的创始人 Guido van Rossum 在邮件列表中曾经解释过为什么 Python 不支持 switch 语句:

Two reasons: the semantics of switch fall through by default (i.e. unless you explicitely break), and the fact that switch doesn't jibe with Python's approach to function/method objects or first class objects in general.

大意是说,Python 不支持 switch 语句有两个原因:

switch 语句有默认的“穿透”语义(即除非你明确使用 break,否则会一直执行下去),这与 Python 的语法风格不符;

switch 语句不符合 Python 对函数/方法对象或一级对象的处理方式。

3.1 switch 语句的“穿透”问题

在 C 语言中,switch 语句的每个 case 语句块默认情况下都是“穿透”的,也就是说,如果没有使用 break,那么会一直执行下去,直到遇到 break 或者 switch 语句结束。这种语法在 C 语言中是非常常见的,但是在 Python 中却显得非常奇怪。下面是一个 C 语言中的示例:

switch (a) {

case 1:

printf("a is 1");

case 2:

printf("a is 2");

case 3:

printf("a is 3");

break;

default:

printf("a is not 1, 2 or 3");

}

在这段代码中,如果 a 的值是 1,那么会输出以下内容:

a is 1

a is 2

a is 3

这是因为在第一个 case 语句块中没有使用 break,所以会继续执行第二个 case 语句块,以此类推。这种行为在 C 语言中是被认为是正常的,但是在 Python 中显得非常奇怪。因为 Python 的语法是非常注重缩进的,而 switch 语句的“穿透”语义与 Python 的缩进风格格格不入,容易造成代码逻辑混乱。

3.2 switch 语句与 Python 的对象模型不匹配

Python 是一种动态类型语言,它的对象模型和其他语言(比如 C、C++、Java)有很大的不同。在 Python 中,函数和方法也是对象,这意味着它们可以被作为参数传递,也可以被赋值给变量。这种对象模型使得 Python 具有非常强大的抽象能力,可以写出非常简洁、易于理解的代码。但是,在这种对象模型下,switch 语句也就已经过时了。

在其他语言中,switch 语句一般需要使用常量或者枚举类型作为判断条件。但是在 Python 中,常量通常会被定义为元组或者字典,而枚举类型可以使用 enum 模块来实现。这种方式与 switch 语句不兼容,也是 Python 不支持 switch 语句的原因之一。

4. Python 中的替代方案

虽然 Python 中没有 switch 语句,但是可以使用其他方式来实现同样的功能。下面是一些常用的替代方案:

4.1 if…elif…elif…else 语句

在 Python 中,可以使用 if…elif…elif…else 语句来实现同样的功能。这种语法比较清晰,易于理解,也符合 Python 的语法风格。下面是一个示例:

a = 1

if a == 1:

print("a is 1")

elif a == 2:

print("a is 2")

elif a == 3:

print("a is 3")

else:

print("a is not 1, 2 or 3")

在这段代码中,如果 a 的值是 1,那么会输出 a is 1;如果 a 的值是 2,那么会输出 a is 2;如果 a 的值是 3,那么会输出 a is 3;否则会输出 a is not 1, 2 or 3。

4.2 字典(Dictionary)的使用

在 Python 中,可以使用字典(Dictionary)来实现类似于 switch 语句的功能。下面是一个示例:

def func1():

print("func1")

def func2():

print("func2")

def func3():

print("func3")

def default():

print("default")

funcs = {

1: func1,

2: func2,

3: func3

}

a = 2

funcs.get(a, default)()

在这段代码中,我们定义了四个函数 func1、func2、func3 和 default,然后使用字典 funcs 来存储这三个函数。接着,我们根据变量 a 的值来选择执行哪一个函数。

在最后一行代码中,我们使用了字典的 get() 方法,它可以根据给定的键来获取对应的值。如果这个键不存在,则返回指定的默认值(在这个例子中是 default 函数)。最后再将获取到的值(也就是函数)执行一下即可。

4.3 模块(Module)的使用

在 Python 中,也可以使用模块来实现类似于 switch 语句的功能。下面是一个示例:

def func1():

print("func1")

def func2():

print("func2")

def func3():

print("func3")

def default():

print("default")

a = 2

module_name = "module_" + str(a)

try:

module = __import__(module_name)

func = module.test

except ImportError:

func = default

func()

在这段代码中,我们定义了四个函数 func1、func2、func3 和 default,然后创建了三个模块 module_1、module_2 和 module_3,每个模块里面都定义了一个名为 test 的函数。

最后,我们根据变量 a 的值来选择要导入的模块,然后获取到 test 函数并执行它。如果无法导入指定的模块,则使用默认函数 default。

5. 总结

虽然 Python 中没有 switch 语句,但是可以使用其他方式来实现同样的功能。在选择替代方案的时候,需要根据具体的场景来选择最合适的方式。在实际编程中,我们更多地使用 if…elif…else 语句,因为它比较清晰、易于理解,而且符合 Python 的语法风格。

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