Chuyển tới nội dung chính

Bài 4-3: Pattern Matching trong Python (match-case)

1. Giới thiệu​

  • Python 3.10 trở lên hỗ trợ cú pháp match-case (giống switch-case ở nhiều ngôn ngữ khác).
  • Nhưng mạnh hơn switch-case, vì Python hỗ trợ pattern matching – tức là không chỉ so sánh giá trị, mà còn có thể "so khớp mẫu" dữ liệu phức tạp (list, tuple, dict, class).

2. Cú pháp cơ bản​

match giá_trị:
    case mẫu_1:
        # code
    case mẫu_2:
        # code
    case _:
        # mặc định (default)
  • match: từ khóa để bắt đầu.
  • case: từng trường hợp so khớp.
  • _: giống default trong switch-case (khớp với mọi giá trị còn lại).

3. Các kiểu pattern​

3.1. Value Pattern (so sánh giá trị)​

So khớp trực tiếp với hằng số hoặc giá trị cụ thể.

Ví dụ:

day = 3
match day:
    case 1:
        print("Thứ Hai")
    case 2:
        print("Thứ Ba")
    case 3:
        print("Thứ Tư")
    case _:
        print("Không hợp lệ")

3.2. Variable Pattern (gán biến)​

Nếu không khớp với case nào trước đó, ta có thể gán vào biến.

Ví dụ:

x = 42
match x:
    case 0:
        print("Zero")
    case other:
        print(f"Giá trị khác: {other}")

3.3. Sequence Pattern (danh sách, tuple)​

So khớp cấu trúc dạng list/tuple.

Ví dụ:

point = (0, 5)

match point:
    case (0, y):
        print(f"Nằm trên trục Oy tại {y}")
    case (x, 0):
        print(f"Nằm trên trục Ox tại {x}")
    case (x, y):
        print(f"Tọa độ ({x}, {y})")

3.4. Mapping Pattern (dictionary)​

So khớp với dict có key nhất định.

Ví dụ:

student = {"name": "An", "age": 20}

match student:
    case {"name": n, "age": a}:
        print(f"Sinh viên {n}, {a} tuổi")
    case {"name": n}:
        print(f"Sinh viên {n}")
    case _:
        print("Không rõ thông tin")

3.5. OR Pattern (nhiều giá trị cùng case)​

Dùng dấu | để gom nhiều giá trị.

Ví dụ:

color = "red"

match color:
    case "red" | "blue" | "green":
        print("Đây là màu cơ bản")
    case _:
        print("Màu khác")

3.6. Guard Pattern (thêm điều kiện if)​

Thêm điều kiện phụ sau if.

Ví dụ:

num = 10

match num:
    case x if x % 2 == 0:
        print("Số chẵn")
    case x if x % 2 != 0:
        print("Số lẻ")

3.7. Class Pattern (so khớp object)​

So khớp thuộc tính của object theo định nghĩa class.

Ví dụ:

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

p = Point(1, 2)

match p:
    case Point(x=0, y=y):
        print(f"Nằm trên trục Oy tại {y}")
    case Point(x=x, y=y):
        print(f"Tọa độ ({x}, {y})")

4. Ứng dụng thực tế​

  • Menu chương trình: chọn chức năng dựa vào số nhập.
  • Xử lý dữ liệu JSON: match theo key của dict.
  • Xử lý dữ liệu phức tạp: phân loại tuple, list.
  • Viết code ngắn gọn hơn thay cho nhiều if-elif-else.

5. Tổng kết​

  • match-case mạnh hơn switch-case nhờ pattern matching.
  • Các pattern phổ biến: Value, Variable, Sequence, Mapping, OR, Guard, Class.
  • Luôn có case _ để xử lý mặc định.

Bài tập Match-Case (Python ≥ 3.10)

Bài 1. Value Pattern (so sánh giá trị) Nhập vào số từ 1–7, dùng match-case in ra tên ngày trong tuần. Nếu nhập ngoài phạm vi thì in “Không hợp lệ”.

Bài 2. Variable Pattern (gán biến) Nhập vào một số nguyên.

  • Nếu bằng 0 → in “Zero”.
  • Ngược lại → gán vào biến và in “Giá trị khác: x”.

Bài 3. OR Pattern (hoặc) Viết chương trình nhập vào màu (chuỗi).

  • Nếu là “red” | “blue” | “green” → in “Màu cơ bản”.
  • Ngược lại → in “Màu khác”.

Bài 4. Guard Pattern (if trong case) Nhập vào một số nguyên.

  • Nếu số chẵn → in “Số chẵn”.
  • Nếu số lẻ → in “Số lẻ”.

Bài 5. Sequence Pattern (tuple) Cho một điểm tọa độ (x, y).

  • Nếu x = 0 → in “Nằm trên trục Oy”.
  • Nếu y = 0 → in “Nằm trên trục Ox”.
  • Ngược lại → in “Điểm (x, y)”.

Bài 6. Sequence Pattern (list) Nhập vào một danh sách có 3 phần tử.

  • Nếu [0, _, _] → in “Bắt đầu bằng số 0”.
  • Nếu [_, 0, _] → in “Số 0 nằm ở giữa”.
  • Nếu [_, _, 0] → in “Kết thúc bằng số 0”.
  • Ngược lại → in danh sách vừa nhập.

Bài 7. Mapping Pattern (dict) Cho dict lưu thông tin sinh viên: {"name": "An", "age": 20}.

  • Nếu có cả name và age → in Sinh viên {name}, {age} tuổi.
  • Nếu chỉ có name → in Sinh viên {name}.
  • Ngược lại → in Không rõ thông tin.

Bài 8. Menu bằng match-case Viết chương trình hiển thị menu:

1. Cộng
2. Trừ
3. Nhân
4. Chia

Người dùng chọn số (1–4), sau đó nhập 2 số và thực hiện phép toán tương ứng. Nếu chọn khác → in “Lựa chọn không hợp lệ”.

Bài 9. Class Pattern Định nghĩa lớp Point(x, y). Viết match-case:

  • Nếu x = 0 → in “Trên trục Oy”.
  • Nếu y = 0 → in “Trên trục Ox”.
  • Ngược lại → in “Điểm (x, y)”.

Bài 10. Ứng dụng tổng hợp Viết chương trình nhập một danh sách bất kỳ.

  • Nếu là list rỗng → in “Danh sách trống”.
  • Nếu là list có 1 phần tử → in “Danh sách có 1 phần tử: …”.
  • Nếu là list có 2 phần tử → in “Danh sách có 2 phần tử: … và …”.
  • Nếu có nhiều hơn 2 phần tử → in “Danh sách có nhiều phần tử, phần đầu là …”.