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description=Lerne strukturelles Pattern Matching in Python mit match/case: Literale, Sequenzen, Mappings, Klassen, Guards und den Wildcard – mit Beispielen.;

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strings slicen listen sortieren string methoden tuple methoden tupel entpacken tuples aktualisieren variablennamen python einführung python erste schritte python syntax python kommentare python variablen python datentypen python zahlen python casting python strings python booleans python operatoren python listen python tupeln gruppieren python dictionaries python if else python while schleifen python for schleifen python funktionen python lambda python arrays python klassen objekte python vererbung python iteratoren python scope python module python datumsangaben python math python json python regex python pip python try except python benutzereingabe python string formatierung file handling python dateiverarbeitung python dateien lesen python dateien schreiben erstellen python dateien löschen python modules numpy tutorial pandas tutorial scipy tutorial django tutorial python matplotlib matplotlib einführung matplotlib erste schritte matplotlib pyplot matplotlib plotting matplotlib marker matplotlib linie matplotlib beschriftungen matplotlib grid matplotlib subplot matplotlib scatter matplotlib balken matplotlib histogramme matplotlib kreisdiagramme machine learning erste schritte mittelwert median modus standardabweichung perzentil datenverteilung normalverteilung von daten streudiagramm lineare regression polynomiale regression multiple regression skalierung train test entscheidungsbaum konfusionsmatrix hierarchisches clustering logistische regression grid search kategoriale daten k means bootstrap aggregation cross validation auc roc kurve k nearest neighbors python mysql mysql einstieg mysql datenbank erstellen mysql tabelle erstellen mysql insert mysql select mysql where mysql order by mysql delete mysql drop table mysql update mysql limit mysql join python mongodb mongodb erste schritte mongodb datenbank erstellen mongodb collection erstellen mongodb insert mongodb find mongodb query mongodb sort mongodb delete mongodb drop collection mongodb update mongodb limit intermediate python f strings type hints args kwargs decorators generatoren closures rekursion kontextmanager comprehensions enumerate zip map match anweisung advanced oop magic methods property static classmethod dataclasses polymorphismus kapselung abstrakte klassen enums python how to listen duplikate entfernen string umkehren zwei zahlen addieren error handling and the standard library ausnahmen auslösen collections itertools os sys random csv dateien concurrency in python asyncio threading python tooling and best practices virtuelle umgebungen pakete pytest http anfragen python match anweisung lerne strukturelles pattern matching in python mit match case literale sequenzen mappings klassen guards und den wildcard mit beispielen python 3 10 führte strukturelles pattern matching mit der match anweisung ein eine leistungsstarke möglichkeit auf die form und den inhalt von daten zu verzweigen nicht nur auf gleichheit dieses kapitel behandelt alles von der grundlegenden match case syntax bis zu fortgeschrittenen mustern wie sequenz dekonstruktion mapping muster klassen muster guards und realen anwendungsfällen bevor du dieses kapitel liest solltest du mit python if else python funktionen und grundlegenden datenstrukturen listen tupeln dictionaries vertraut sein was ist strukturelles pattern matching strukturelles pattern matching ermöglicht es dir die struktur eines objekts zu untersuchen seinen typ die werte seiner felder die form einer sequenz und abhängig davon welches muster passt unterschiedlichen code auszuführen es geht weit über eine einfache if x y prüfung hinaus betrachten wir das weiterleiten eines http statuscodes mit if elif ketten schreibt man if status 200 print ok elif status 404 print not found elif status 500 print internal server error else print unknown status kopieren mit match ist die absicht klarer match status case 200 print ok case 404 print not found case 500 print internal server error case _ print unknown status kopieren der eigentliche vorteil zeigt sich wenn das subjekt ein komplexes objekt ist ein tupel ein dictionary oder eine datenklasse und du es beim abgleichen dekonstruieren möchtest grundlegende syntax match subject case pattern1 runs if subject matches pattern1 case pattern2 runs if subject matches pattern2 case _ wildcard runs if nothing else matched kopieren zu merkende regeln match und case sind weiche schlüsselwörter sie sind nur in diesem kontext schlüsselwörter und können an anderer stelle im code weiterhin als variablennamen verwendet werden jeder case block wird der reihe nach geprüft der erste treffer gewinnt und die anderen werden übersprungen der case _ block ist der wildcard er passt immer und dient als standardauffangklausel python 3 10 ist erforderlich das ausführen auf python 3 9 oder früher löst einen syntaxerror aus literal muster das einfachste muster stimmt mit einem konkreten wert überein einer zahl einem string true false oder none def http_status status match status case 200 return ok case 404 return not found case 500 return internal server error case _ return unknown status print http_status 200 ok print http_status 404 not found print http_status 999 unknown status kopieren oder muster verwende innerhalb eines case um mit einem von mehreren literalen übereinzustimmen def is_vowel letter match letter lower case a e i o u return true case _ return false print is_vowel a true print is_vowel b false print is_vowel e true kopieren oder muster funktionieren auch mit zahlen none und anderen literal typen capture muster ein capture muster ist ein einfacher name kein string literal kein name mit punkt der mit allem übereinstimmt und den gematchten wert an diesen namen bindet um ihn im rumpf zu verwenden def greet name match name case alice return hello alice case other captures whatever was passed return f hello other print greet alice hello alice print greet bob hello bob kopieren other oben ist ein capture muster es bindet den gematchten wert an die lokale variable other dies sieht dem wildcard _ sehr ähnlich aber _ verwirft den wert während ein benanntes capture ihn beibehält warnung a bare name in a case is always a capture never a comparison if you want to compare against a constant defined elsewhere use a dotted name like status ok or wrap it in a guard case x if x my_constant sequenz muster ein sequenz muster stimmt mit listen tupeln oder einer beliebigen sequenz überein und kann die elemente gleichzeitig in variablen dekonstruieren def process_point point match point case 0 0 return origin case x 0 return f on x axis at x case 0 y return f on y axis at y case x y return f point at x y print process_point 0 0 origin print process_point 5 0 on x axis at 5 print process_point 0 3 on y axis at 3 print process_point 2 4 point at 2 4 kopieren zum erfassen des rests verwenden ein name innerhalb eines sequenz musters sammelt verbleibende elemente ähnlich wie beim iterierbaren entpacken def describe_list items match items case return empty list case single return f one item single case first rest return f starts with first r then len rest more item s print describe_list empty list print describe_list 42 one item 42 print describe_list 1 2 3 4 starts with 1 then 3 more item s kopieren verwende first _ wenn du nur das erste element erfassen und den rest verwerfen möchtest mapping muster ein mapping muster stimmt mit dictionaries oder einem beliebigen mapping überein du gibst nur die schlüssel an die dich interessieren zusätzliche schlüssel im subjekt werden ignoriert def process_event event match event case type click button button return f mouse click button button case type keypress key key return f key pressed key r case type action return f other event action case _ return unknown event print process_event type click button 1 mouse click button 1 print process_event type keypress key enter key pressed enter print process_event type resize width 800 other event resize print process_event unknown event kopieren wichtiger punkt ein mapping muster schlägt niemals fehl wegen zusätzlicher schlüssel im subjekt type click button button stimmt auch dann überein wenn das ereignis auch x und y koordinaten enthält um die verbleibenden schlüssel wert paare zu erfassen verwende rest match event case type click rest print f click event with extra data rest kopieren klassen muster ein klassen muster stimmt mit einer instanz einer bestimmten klasse überein und extrahiert deren attribute dies ist besonders nützlich mit datenklassen da deren attribute automatisch namentlich verfügbar gemacht werden from dataclasses import dataclass dataclass class point x float y float dataclass class circle center point radius float def describe_shape shape match shape case point x 0 y 0 return point at origin case point x x y y return f point at x y case circle center point x cx y cy radius r return f circle centered at cx cy with radius r case _ return unknown shape print describe_shape point 0 0 point at origin print describe_shape point 3 4 point at 3 4 print describe_shape circle point 1 2 5 circle centered at 1 2 with radius 5 kopieren beachte das verschachtelte klassen muster im circle fall point x cx y cy wird innerhalb des circle musters abgeglichen muster können beliebig tief zusammengesetzt werden für eingebaute typen wie int str float und bool kannst du positionale muster mit einem einzelnen argument verwenden def handle_input value match value case int float as number return f got a number number case str as text return f got text text r case _ return unknown type print handle_input 3 14 got a number 3 14 print handle_input hello got text hello print handle_input 1 2 unknown type kopieren das schlüsselwort as das as muster bindet den gesamten gematchten wert an einen namen auch nach einer typprüfung guards ein guard ist eine if bedingung die nach einem muster hinzugefügt wird der case passt nur wenn das muster passt und der guard zu true ausgewertet wird def classify_number n match n case 0 return zero case x if x 0 return f x is negative case x if x 2 0 return f x is positive and even case x return f x is positive and odd print classify_number 0 zero print classify_number 5 5 is negative print classify_number 4 4 is positive and even print classify_number 7 7 is positive and odd kopieren guards werden ausgewertet nachdem das strukturelle muster übereinstimmt sodass erfasste variablen innerhalb von ihnen verfügbar sind ein fehlgeschlagener guard verhindert nicht dass spätere fälle versucht werden das wildcard muster _ _ ist der universelle auffangmechanismus er stimmt mit jedem wert überein und bindet nichts der wert wird verworfen er sollte der letzte case in einem match block sein ohne ihn tut ein match das keinen passenden case findet einfach nichts es wird kein fehler ausgelöst def describe value match value case 0 return zero case _ return f something else value r print describe 0 zero print describe 99 something else 99 print describe hi something else hi kopieren _ kann auch innerhalb eines musters erscheinen um bestimmte teile zu ignorieren match point case _ 0 print on the x axis x value doesn t matter case 0 _ print on the y axis y value doesn t matter kopieren muster kombinieren ein praxisnahes beispiel die oben genannten muster lassen sich kombinieren hier ist ein textabenteuer befehlsparser der sequenz muster guards und den wildcard verbindet def run_command command match command split case quit return quitting case go direction if direction in north south east west return f going direction case go direction return f cannot go direction r try north south east or west case get item return f picking up item case drop item return f dropping item case inventory return checking inventory case verb args return f unknown command verb r with args args case return no command entered print run_command go north going north print run_command go up cannot go up try north south east or west print run_command get sword picking up sword print run_command drop torch dropping torch print run_command quit quitting print run_command no command entered kopieren wenn man das von oben nach unten liest versteht man sofort jeden unterstützten befehl etwas das mit if elif logik viele mehr zeilen erfordern würde um die gleiche übersichtlichkeit zu erreichen match vs if elif wann was verwenden szenario beste wahl einfache gleichheit gegen wenige konstanten beides match ist etwas übersichtlicher abgleich nach datenstruktur form match viel übersichtlicher werte beim abgleichen dekonstruieren match mit if nicht möglich logik die nur berechnete bedingungen beinhaltet if elif python 3 9 oder früher if elif kein match verfügbar eine entscheidungstabelle klar ausdrücken match match ist kein ersatz für jede if kette wenn alle zweige berechnete boolean bedingungen prüfen z b if x 10 and y 5 ist eine if elif kette natürlicher match glänzt wenn es bei der form von daten geht häufige fallstricke konstantennamen werden nicht nach wert abgeglichen ein einfacher name in einem case ist immer eine capture niemals eine wert suche status_ok 200 match response_code case status_ok wrong this captures into status_ok not compares print success kopieren um gegen eine benannte konstante zu vergleichen verwende einen namen mit punkt http httpstatus ok oder einen guard match response_code case x if x status_ok print success kopieren match ist standardmäßig nicht erschöpfend anders als switch in einigen anderen sprachen tut ein match ohne passenden case stillschweigend nichts füge ein case _ hinzu wenn du einen garantierten handler benötigst match erfordert python 3 10 das ausführen eines match blocks auf python 3 9 oder früher löst syntaxerror invalid syntax aus prüfe deine version mit python3 version siehe die python einstiegsanleitung wenn du eine moderne python umgebung einrichten musst muster sind keine boolean ausdrücke du kannst nicht case x 5 schreiben das ist ein guard kein muster der strukturelle teil case x muss zuerst kommen gefolgt von einem optionalen if guard_expres...