28.Python中如何实现switch语句？

def switch_if_elif(case):
    """
    使用 if-elif-else 结构实现 switch 功能
    适合简单的条件判断场景
    """
    # 根据不同的 case 值返回相应的结果
    if case == "A":
        return "Case A"
    elif case == "B":
        return "Case B"
    elif case == "C":
        return "Case C"
    else:
        return "Default case"

# 测试 if-elif-else 方法
result = switch_if_elif("A")
print(f"if-elif-else 结果: {result}")
# 输出: Case A

result = switch_if_elif("D")
print(f"if-elif-else 结果: {result}")
# 输出: Default case

def switch_dict(case):
    """
    使用字典映射实现 switch 功能
    这是最推荐的方法，性能好且代码简洁
    """
    # 定义映射字典
    switcher = {
        "A": "Case A",
        "B": "Case B", 
        "C": "Case C"
    }
    # 使用 get 方法获取值，如果不存在则返回默认值
    return switcher.get(case, "Default case")

# 测试字典映射方法
result = switch_dict("B")
print(f"字典映射结果: {result}")
# 输出: Case B

result = switch_dict("X")
print(f"字典映射结果: {result}")
# 输出: Default case

def case_a():
    """
    处理 case A 的函数
    """
    return "Action for case A"

def case_b():
    """
    处理 case B 的函数
    """
    return "Action for case B"

def case_default():
    """
    处理默认情况的函数
    """
    return "Default action"

def switch_function_dict(case):
    """
    使用函数字典实现 switch 功能
    适合需要执行复杂逻辑的场景
    """
    # 定义函数映射字典
    switcher = {
        "A": case_a,
        "B": case_b
    }
    # 获取对应的函数，如果不存在则使用默认函数
    func = switcher.get(case, case_default)
    # 调用函数并返回结果
    return func()

# 测试函数字典方法
result = switch_function_dict("A")
print(f"函数字典结果: {result}")
# 输出: Action for case A

result = switch_function_dict("Z")
print(f"函数字典结果: {result}")
# 输出: Default action

def switch_match(case):
    """
    使用 Python 3.10+ 的 match 语句实现 switch 功能
    这是最现代和强大的方法
    """
    # 使用 match 语句进行模式匹配
    match case:
        case "A":
            return "Case A"
        case "B":
            return "Case B"
        case "C":
            return "Case C"
        case _:  # 默认情况
            return "Default case"

# 测试 match 语句方法
result = switch_match("C")
print(f"match 语句结果: {result}")
# 输出: Case C

result = switch_match("Unknown")
print(f"match 语句结果: {result}")
# 输出: Default case

def grade_evaluator(score):
    """
    使用字典映射实现成绩等级评估
    演示如何处理数值范围的情况
    """
    # 定义成绩等级映射
    grade_map = {
        range(90, 101): "A",
        range(80, 90): "B", 
        range(70, 80): "C",
        range(60, 70): "D"
    }

    # 遍历字典查找匹配的范围
    for score_range, grade in grade_map.items():
        if score in score_range:
            return grade

    # 默认返回 F 等级
    return "F"

# 测试成绩评估
scores = [95, 85, 75, 65, 55]
for score in scores:
    # 打印每个分数对应的等级
    grade = grade_evaluator(score)
    print(f"分数 {score} 对应等级: {grade}")

def process_user_input(user_input):
    """
    使用 match 语句处理多种用户输入
    演示复杂的模式匹配
    """
    # 使用 match 语句处理不同类型的输入
    match user_input:
        case "help" | "h" | "?":
            return "显示帮助信息"
        case "quit" | "exit" | "q":
            return "退出程序"
        case "save" | "s":
            return "保存文件"
        case "load" | "l":
            return "加载文件"
        case int() if user_input > 0:
            return f"处理正整数: {user_input}"
        case str() if len(user_input) > 10:
            return f"处理长字符串: {user_input[:10]}..."
        case _:
            return f"未知命令: {user_input}"

# 测试多条件匹配
test_inputs = ["help", "quit", "save", 42, "这是一个很长的字符串", "unknown"]
for inp in test_inputs:
    # 打印每个输入的处理结果
    result = process_user_input(inp)
    print(f"输入 '{inp}' -> {result}")

class TrafficLight:
    """
    交通灯状态机实现
    演示如何使用 switch 模式实现状态转换
    """
    def __init__(self):
        # 初始化交通灯状态
        self.state = "RED"
        # 定义状态转换规则
        self.transitions = {
            "RED": "GREEN",
            "GREEN": "YELLOW", 
            "YELLOW": "RED"
        }

    def change_state(self):
        """
        改变交通灯状态
        """
        # 使用字典映射获取下一个状态
        self.state = self.transitions.get(self.state, "RED")
        return self.state

    def get_action(self):
        """
        根据当前状态获取相应的动作
        """
        # 定义状态对应的动作
        actions = {
            "RED": "停车等待",
            "GREEN": "可以通行",
            "YELLOW": "准备停车"
        }
        return actions.get(self.state, "未知状态")

# 测试交通灯状态机
traffic_light = TrafficLight()
print(f"初始状态: {traffic_light.state} - {traffic_light.get_action()}")

# 模拟几个状态变化周期
for i in range(6):
    # 改变状态
    new_state = traffic_light.change_state()
    # 获取对应的动作
    action = traffic_light.get_action()
    print(f"第 {i+1} 次变化: {new_state} - {action}")