在这篇文章中，我们将讨论为什么Python决定不支持switch语句。为什么要聊这个话题？主要原因是switch在其他语言中太常见了，Python却不支持。这样的独特性值得关注，回答这个问题也能清楚地看到Python在编程概念上，理解Python在语法设计上的决策过程。本文除了详细分析PEP-275和PEP-3103之外，还将介绍Python（PEP-622）的最新进展，即可能引入的模式匹配语法。我相信这个话题会开阔你的视野。从而对switch语法有一个更全面的了解。1、什么是开关？在开始正题之前，我们需要先说一下什么是switch？有的同学可能是第一次想到。。。嘿嘿~，请放轻松，别老想着游戏，我们要说的是编程语言中的switch语句。一般来说，switch的语法格式如下：switch(expression){casevalue1://statementbreak;//optionalcasevalue2://statementbreak;//optionaldefault://optional//statement}使用流程图吧大致是这样的：它的用法不难理解：switch语句的值满足哪种case，就会执行相应的代码块，执行中遇到break就跳出，否则继续执行下一个案件分支；一般最后会放一个defaultbranch作为backstop。大多数语言都提供了switch语句或者非常类似的东西，比如在C/C++/Java/Go等静态语言中，都支持switch-case结构；在Ruby中有类似的case-when结构，在Shell语言中，有类似的case-in结构。在Perl中，有switch-case-else...switch语句的优点是支持“单条件多分支”的选择结构。相比if-else的二元选择结构，in有时会更加简洁明了。然而，在Python中，我们看不到switch-case或类似的语法结构。为什么？2、为什么Python不支持switch？官方文档中有一个FAQ，里面有这样一个问题：Whyisn'tthereaswitchorcasestatementinPython?FAQ是FrequentlyAskedQuestions的缩写，意思是经常被问到的问题。官方27个常见问题列表在这里：https://mp.weixin.qq.com/s/zabIvt4dfu_rf7SmGZXqXg这个文档给出了几个建议，告诉了我们几个switch/case的备选方案：使用if-elif-else条件判断语句使用字典将case值映射到被调用的函数使用内置的getattr()检索特定对象被调用的方法已经有提案（即PEP-275和PEP-3103）将switch语法引入Python，但是，对于是否以及如何进行范围测试还没有达成共识。射程试验，即射程试验，是指对武器弹药技术性能进行的各种试验和验证。就像药物的临床试验一样，它是最终产品交付前的关键测试。官方文档对“为什么Python不引入switch”的解释其实来自于Python之父GuidovanRossum在PEP-3103中的观点：来源：https://www.python.org/dev/peps/pep-3103我在PyCon2007的主题演讲中进行的一项快速投票显示，该提案没有得到普遍支持。因此我拒绝它。因此，我拒绝了。简而言之，有一个PEP提案和一个基本的语法实现，但核心开发人员似乎未能达成共识，最终导致该提案流产。3.PEP-275和PEP-3103说了什么？PEP-3103是2006年提出的，PEP-275是2001年提出的，它们的共同点是需要引入switch语句，分析了几种替代实现方式，但是都被否决了。来源：https://www.python.org/dev/peps/pep-0275那么，我们先来回顾一下核心开发者都做了哪些讨论，看看Python要实现switch结构，会是怎样的呢？（PS：PEP还涉及其他内容，本文只摘录与switch直接相关的部分）PEP-275提出的语法结构如下：switchEXPR:caseCONSTANT:SUITEcaseCONSTANT:SUITE...else:SUITEwhereelsebranchisoptional没有它什么也不做，前面的分支都不满意。此外，case值常量支持不同的类型，因为expr表达式的类型是动态的。PEP-275还提出switch不支持fall-through行为，即每个case分支都是独立完整的，不需要像C语言那样写break。PEP还列出了一些其他问题：复用现有关键字，不要引入“switch”和“case”使用新关键字，避免与C的switch概念混淆支持单分支多值选择（例如：case'a','b','c':…)还有支持范围值判断的建议（例如：case10..14:…）除了首选方案，本PEP还记录了几种不同风格的语法方案：caseEXPR:ofCONSTANT:SUITEofCONSTANT:SUITEelse:SUITEcaseEXPR:ifCONSTANT:SUITEifCONSTANT:SUITEelse:SUITEwhenEXPR:inCONSTANT_TUPLE:SUITEinCONSTANT_TUPLE:SUITE...else:SUITEPEP-275记录了很多重要的思想和问题，对PEP-3103的出现做出了很大的贡献.好伏笔。那么，让我们来看看Guido编写的PEP-3103是怎么说的。它首先识别PEP-275中的两个基本设置，比如实现“隐式break”，防止case分支中fall-through等控制权的转移（其他语言好像需要显式写break）；else分支是可选的，重用else关键字而不引入“default”。Guido认同PEP-275所提倡的风格，但他也认为它的问题在于缩进层级过多。因此，建议减少代码分支缩进的空格数。比如原来的缩进是4个空格，缩进是2个空格。PEP-3103还列出了其他三种实现方案，并分析了它们的区别和问题。具体内容从略。这里我们只展示它们的样式：#case分支不缩进switchEXPR:caseEXPR:SUITEcaseEXPR:SUITE....else:SUITE#switch语句后没有冒号switchEXPRcaseEXPR:SUITEcaseEXPR:SUITE....else:SUITE#省略case关键字switchEXPR:EXPR:SUITEEXPR:SUITE...else:SUITE在基本语法之外，GuidoHua大量篇幅专门讨论扩展语法（ExtendedSyntax），即匹配多个值的复杂情况在case分支中：caseEXPR,EXPR,...:#GuidopreferredcaseinEXPR_LIST:case*EXPR:case[*]EXPR,[*]EXPR,...:case*(EXPR,EXPR,...):他考虑的关键问题包括：switch中表达式的结果是元组或可迭代对象，case的值是作为元组拆包的case，在case分支做“*”星号操作...然后，Guido花了很多篇幅来分析switch是如何实现的。其中讨论的主要思想是：使用等价的if-elif链来定义switch语句（可能会做一些优化）同上，所有表达式必须是可散列的（hashable）见预计算字典的调度（dispatch)这部分PEP有很多，因为Guido也为每个idea考虑了几种实现路径，这导致他经过复杂的分析后得出结论：Itistooearlytodecision（现在决定还为时过早）。看完PEP-3103，我的总体感觉是Guido的思维发散性很强，层次丰富，但缺乏面对其他问题时的“尖刀”洞察力。也就是说，在众多可能的解决方案中，他想尽办法涵盖了方方面面，但最终还是无法说服自己做出独裁的决定。阻力主要来自于自己，而不是来自他人。不过，造成这种情况的原因可能与他预设的立场有关：他似乎认为“Python没有switch语句也可以”，所以虽然他写了很长的PEP，但他只是把问题复杂化，把话题搁置了.最后，他对PyCon进行了小范围的调查，以至于“理直气壮”地拒绝了他发起的PEP，试图堵住大家的嘴……4.以后会有switch语句吗？总之，Python没有switch语句的原因。原因是：switch的实现细节/功能点还没有敲定，没有switch就好，switch还有其他好的替代方法，还有Guido的小任性……不过，我们还是要问：会发生什么将来？有switch语句吗？或者类似的多分支选择结构？你为什么要问？原因是有switch语句的语言太多了，很多人尝试写提供switch功能的库（我记得在PyCoder的Weekly上看过两遍）。我（Python猫）不喜欢从头到尾切换。几乎可以肯定的是，Python以后不会有switch，但是很可能会引入类似switch的更复杂的语法结构！2020年6月，PEP-622提出，提出在Scala、Erlang、Rust等语言中引入模式匹配。截至2020年10月，该PEP已分解为另外三个PEP(634-636)，目前均处于草案阶段。考虑到核心开发者的参与和话题的讨论，这些提议很有可能会在未来的版本中实现（比如正在开发的3.10）。以average函数为例，模式匹配语法可以这样实现：defaverage(*args):matchargs:case[x,y]:#capturestthetwoelementsofasequencereturn(x+y)/2case[x]:#capturestheonlyelementofasequencereturnxcase[]:return0casex:#capturestheentiresequencereturnsum(x)/len(x)match-case结构类似于switch-case结构，但它是基于模式（pattern）而不是表达式（expression），所以有更多的细节有待考虑，还有更广阔的应用空间。建议对此主题感兴趣的读者查看这些新的PEP。最后，我们回到标题中的问题：为什么Python不支持switch语句？官方文档的FAQ对这个问题有回答，告诉我们有几个不错的替代方案，还留下了一个线索：曾经有一个PEP提出要引入一个switch，但是没有成功实现。顺着这个线索，本文对PEP-275和PEP-3103这两个文档进行了拆解，向大家展示了Python社区中提出的不同风格的switch解决方案，以及很多未解决的问题。最后，我们还关注了PEP-622的最新进展。看来switch这个“孪生兄弟”匹配语法有望引入Python！switch话题的讨论似乎要终止了，但另一个更大的话题正在进行中！作者简介猫下豌豆花，广东人，毕业于武汉大学，现为苏飘程序员。他有一些极客思维，有一些人文情怀，有温度，有态度。本文转载自微信公众号“蟒猫”，可通过以下二维码关注。转载本文请联系Python猫公众号。
