如何对float和complex执行近似结构模式匹配

Question

我已经阅读并理解了浮点舍入问题，例如：

>>> sum([0.1] * 10) == 1.0
False

>>> 1.1 + 2.2 == 3.3
False

>>> sin(radians(45)) == sqrt(2) / 2
False

我还知道如何使用math.isclose（）和cmath.isclose（）解决这些问题。

问题是如何将这些工作方法应用于Python的匹配/case语句。我希望这样做：

match 1.1 + 2.2:
    case 3.3:
        print('hit!')  # currently, this doesn't match

Answer 1

雷蒙德的答案非常花哨和符合人体工程学，但对于可能更简单的事情来说，似乎有很多魔法。更简单的版本只是捕获计算值，并明确检查事物是否“接近”，例如：

import math

match 1.1 + 2.2:
    case x if math.isclose(x, 3.3):
        print(f"{x} is close to 3.3")
    case x:
        print(f"{x} wasn't close)

我还建议只使用cmath。isclose（）在实际需要的位置/时间，使用适当的类型可以确保代码按预期执行。

Answer 2

解决方案的关键是构建一个覆盖__eq__方法并用近似匹配替换它的包装器：

import cmath

class Approximately(complex):

    def __new__(cls, x, /, **kwargs):
        result = complex.__new__(cls, x)
        result.kwargs = kwargs
        return result

    def __eq__(self, other):
        return cmath.isclose(self, other, **self.kwargs)

它为浮点值和复数值创建近似相等测试：

>>> Approximately(1.1 + 2.2) == 3.3
True
>>> Approximately(1.1 + 2.2, abs_tol=0.2) == 3.4
True
>>> Approximately(1.1j + 2.2j) == 0.0 + 3.3j
True

以下是如何在匹配/case语句中使用它：

for x in [sum([0.1] * 10), 1.1 + 2.2, sin(radians(45))]:
    match Approximately(x):
        case 1.0:
            print(x, 'sums to about 1.0')
        case 3.3:
            print(x, 'sums to about 3.3')
        case 0.7071067811865475:
            print(x, 'is close to sqrt(2) / 2')
        case _:
            print('Mismatch')

这将输出：

0.9999999999999999 sums to about 1.0
3.3000000000000003 sums to about 3.3
0.7071067811865475 is close to sqrt(2) / 2