结构模式匹配和无限

Question

我正在计算非负 p 的 Lp 距离函数。对于除 p = 0 和 p = ∞ 之外的所有情况，内置的 pow() 函数效果很好。在了解结构模式匹配之前，我使用过字典和异常处理：

from math import sqrt, inf
distance_function = {   0.0: lambda x, y: int(x != 0.0) + int(y != 0.0),
                        1.0: lambda x, y: abs(x) + abs(y), # Likely a tad faster than 'pow()'       
                        inf: lambda x, y: max(abs(x), abs(y))}                  
def lp_distance(x, y, p): 
    try:                return distance_function[p](x, y)                   
    except KeyError:    return pow(pow(abs(x), p) + pow(abs(y), p), 1.0/p)

有些人不想在这里有例外。所以我将片段重写为以下片段：

def lp_distance(x, y, p):
    match p:
        case 0.0:           return int(x != 0.0) + int(y != 0.0)
        case 1.0:           return abs(x) + abs(y)      
        # The line below triggers "SyntaxError: name capture 'inf' makes remaining patterns unreachable"
        case inf:           return max(abs(x), abs(y))
        # But the following works:
        case p if p == inf: return max(abs(x), abs(y))
        case _:             return pow(pow(abs(x), p) + pow(abs(y), p), 1.0/p)

为什么case inf:不正确（Python v3.10.2）？

Answer 1

在 case 语句中，a simple name is a pattern that captures (assigns) to that name. In contrast, a dotted name is a patterns that refers to the value of that name。

In simple terms NAME will always succeed and it will set NAME = <subject>.

In simple terms NAME1.NAME2 will succeed only if <subject> == NAME1.NAME2

Using just case inf: 意味着要匹配的值被无条件地分配给名称 inf – 名称是否先前绑定并不重要。
您想要的是 case math.inf:，这意味着要与该值进行比较。

import math

def lp_distance(x, y, p):
    match p:
        case 0.0:
            return int(x != 0.0) + int(y != 0.0)
        case 1.0:
            return abs(x) + abs(y)      
        # compare against a value by using its dotted name
        case math.inf:
            return max(abs(x), abs(y))
        case _:
            return pow(pow(abs(x), p) + pow(abs(y), p), 1.0/p)

Answer 2

正如其他受访者所指出的，您不能直接使用 inf，因为那是一种捕获模式。显而易见的解决方案是使用带点查找的 value 模式；但是，仅适用于正无穷大。

要处理其他所有特殊值，例如负无穷大和 NaN，您需要守卫：

match x:
    case 1.0: ...                   # Exact value (literal pattern)
    case 0.0: ...                   # Exact value (literal pattern)
    case _ if math.isfinite(x): ... # Normal cases
    case _ if math.isnan(x): ...    # NaNs defy equality tests
    case _: ...                     # Negative infinity

结构模式匹配和无限

Structural pattern matching and infinity

python

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