1. 前言
Python 以其簡潔的語法和直觀的設計受到許多程式設計師的喜愛。然而，許多人可能會驚訝地發現，Python 並沒有像其他程式語言一樣提供「switch-case」語法。因此，在 Python 中，開發者需要使用「if-elif-else」或「字典（dictionary）」來實現類似的功能。
本文將逐步介紹 Python 中傳統的條件分支方法、使用字典作為替代方案，以及 Python 3.10 引入的全新「match-case」語法。透過這些學習，您將能夠掌握在 Python 中高效實現條件分支的方法，並應用於實際的程式開發中。
2. 為什麼 Python 沒有 switch 語法？
Python 沒有採用 switch-case 語法的主要原因是其設計哲學：簡潔與可讀性。Python 的設計者一直致力於讓語言保持簡單，並避免冗長或重複的語法。雖然 switch-case 在其他語言中相當有用，但在 Python 中，透過「if-elif-else」或字典即可達成相同的功能，因此並未特別引入 switch-case 語法。
事實上，Python 的官方文件也提到，if-elif-else 語法已經足以替代 switch-case。以下是一個 C 語言的 switch-case 語法範例：
switch (value) {
case 1:
printf("Value is 1");
break;
case 2:
printf("Value is 2");
break;
default:
printf("Other value");
}在 Python 中，我們可以使用 if-elif-else 來實現相同的功能：
value = 1
if value == 1:
print("Value is 1")
elif value == 2:
print("Value is 2")
else:
print("Other value")透過這種方法，即使沒有 switch-case，Python 仍然能夠輕鬆處理條件分支。
3. if-elif-else 的使用範例
在 Python 中，最基本的條件分支方法是「if-elif-else」語法。這種方法能夠根據不同的條件執行不同的處理，並且非常直觀且容易理解。以下是一個典型的使用範例：
value = 100
if value < 50:
print("數值較小")
elif value < 100:
print("數值中等")
else:
print("數值較大")在這段程式碼中，根據變數 value 的數值大小，程式會輸出不同的訊息。if-elif-else 語法讓條件判斷變得直觀且容易閱讀。
當條件增多時的問題
然而，當 if-elif-else 的層級變深，程式碼可能會變得難以閱讀。特別是當條件變得更為複雜時，使用「字典（dictionary）」來進行條件分支判斷可能會是一個更好的選擇。
4. 使用字典（dictionary）進行條件分支
在 Python 中，我們可以利用字典來模擬 switch-case 語法，這是一種簡潔且高效的方法。字典是一種儲存鍵值對（key-value pair）的資料結構，可以用來對應不同的條件與相應的處理方式。
以下的範例根據使用者輸入的數值，對應不同的輸出結果：
numbers = {1: "一", 2: "二", 3: "三"}
value = int(input("請輸入 1～3 之間的數字: "))
if value in numbers:
print(f"選擇的數字: {numbers[value]}")
else:
print("請輸入 1～3 之間的數字")透過這種方式，即使有較多的條件，程式碼仍然能夠保持簡潔且易於維護。
使用字典的優勢
與傳統的 if-elif-else 相比，使用字典進行條件分支具有以下優勢：
- 提高可讀性：當條件數量較多時，字典可以使程式碼更易於閱讀。
- 維護更容易：新增或修改條件時，只需要更新字典內容，而不需要修改多個 if-elif-else 結構。
- 執行效率較高：字典查找的速度通常比多層級的 if-elif-else 結構更快。
5. Python 3.10 的新功能：match-case 語法
從 Python 3.10 開始，Python 引入了一種新的條件分支語法：「match-case」，它的語法與 switch-case 十分相似，可以簡潔地描述多個條件。這個新功能特別適用於模式匹配（Pattern Matching），與傳統的 if-elif-else 或字典方式相比，它可以大幅提升程式碼的可讀性和維護性。
match-case 的基本語法
以下是 match-case 語法的基本範例：
def check_value(value):
match value:
case 1:
print("選擇的是一")
case 2:
print("選擇的是二")
case _:
print("選擇的不是 1 或 2")在這段程式碼中，變數 value 會根據不同的 case 進行對應的處理。case _ 則類似於 switch-case 中的 default，用來處理所有未被明確列出的條件。
6. match-case 的應用範例
match-case 語法不僅可以用來判斷單一變數的值，還可以用來處理更複雜的條件，例如根據列表（list）的長度或資料型態來進行模式匹配。
針對多種條件的 match-case
def process_data(data):
match data:
case [x, y]:
print(f"列表包含兩個元素: {x}, {y}")
case [x, y, z]:
print(f"列表包含三個元素: {x}, {y}, {z}")
case _:
print("列表的元素數量不符合預期")在這個範例中，match-case 會根據列表的元素數量進行不同的處理。這樣的寫法比傳統的 if-elif-else 更加簡潔且易讀。
7. if-elif-else、字典（dictionary）、match-case 的比較
每種條件分支方法都有其優勢與缺點。以下是它們的比較：
| 方法 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|
| if-elif-else | 簡單直觀，適用於少量條件 | 當條件過多時，程式碼會變得冗長且難以維護 |
| 字典（dictionary） | 可讀性高，適用於大量條件 | 並非所有條件判斷都適用，例如需要執行額外邏輯的情況 |
| match-case | 適用於多條件分支與模式匹配，程式碼簡潔 | 僅適用於 Python 3.10 以上版本 |
這張比較表可以幫助您選擇最適合的條件分支方法。特別是 match-case 語法在處理複雜的模式匹配時表現優異，能夠避免 if-elif-else 的冗長結構。
8. 總結
儘管 Python 沒有 switch-case 語法，但我們仍然可以透過 if-elif-else、字典（dictionary）、以及 Python 3.10 引入的 match-case 來實現高效的條件分支。
特別是 match-case 語法，由於其優秀的模式匹配能力，可以讓程式碼更簡潔且易於維護。因此，在開發時，根據實際需求選擇合適的條件分支方法，將有助於撰寫更高效且可讀性更高的 Python 程式碼。
透過理解這些方法，您將能夠在不同的專案需求中靈活運用它們，進一步提升程式設計的效率與品質。