使用数字模式的 Switch 语句答案

【问题标题】：Switch statement using numeric patterns使用数字模式的 Switch 语句
【发布时间】：2020-12-07 00:30:56
【问题描述】：

我正在尝试为给定值创建一个 switch 语句。该值是一个 16 位无符号数，我想跳转到相应的模式。每个模式都是一个十六进制字符串，但下划线表示通配符。例如，（0x1234 匹配 '1234' 和 '12_4' 但不匹配 '56_8'）。虽然我只发布了这些模式的一个子集，但假设它们涵盖了 0x0000-0xFFFF 的整个范围。

patterns = {
    '15__': foo,
    '2__0': bar,
    '8__0': baz,
    ...
}

...

def run(self, x: int) -> None:

    # x to string (0x567f -> "567F")
    x_str = str(hex(opcode))[2:].zfill(4).upper()

    # Search for the matching pattern and execute the associated method
    for pattern, instruction in patterns.items():
        if all([x_str[i] == pattern[i] for i in range(len(pattern)) if pattern[i] != '_'):
            instruction(x)
            break

现在，这行得通。然而，它非常慢，并且违背了使用字典的目的，因为它只是遍历它。此外，由于它必须将 x 转换为字符串（带格式）然后检查该字符串与模式字符串，所以整个事情是一个巨大的瓶颈。我正在寻找一种方法，最好是让它更接近实际的查找表，如果我们不需要将 x 转换为字符串，则可以加分。

【问题讨论】：

标签： python switch-statement pattern-matching bit-manipulation

【解决方案1】：

这种类型的 switch 语句是一个迭代过程，而不是一个跳转表。在您提出的一般情况下，避免迭代的方法是根据表中常见数字（十六进制）和通配符的特定排列生成部分索引决策图。

相反，尝试简单地加快匹配速度。我建议您对表键采用掩码匹配方法。分别对“无关”（通配符）位置进行编码，并将键保留为匹配值和掩码值的元组。你的例子是

patterns = {
    (0x1500, 0xFF00): foo,
    (0x2000, 0xF00F): bar,
    (0x8000, 0xF00F): baz,
    ...
}

要根据您的候选 cand 检查特定键，您需要查找位相等，但要屏蔽通配符位置中的任何不匹配：

cand ^ match       # bit inequality; mismatch is 1
result & mask      # force don't-care bits to 0

以便您检查

if (cand ^ match) & mask:
    continue      # Something doesn't match
else:
    return value from dict

你的字典格式是

(match, mask): value

你能处理迭代和返回值的逻辑吗？

【讨论】：