Python中match语句内变量的存储位置及跨case访问问题

1. todos变量的存储位置 #

Python没有块级作用域（像if、for、match这类代码块不会创建独立的作用域），你在case 'add'分支里定义的todos，属于全局作用域（因为这段代码没有包裹在函数或类中，直接在模块级别执行）。一旦case 'add'的代码执行过，这个变量就会被存在全局命名空间里，直到程序结束。

2. 不同case分支能访问该变量的原因 #

所有match的case分支都共享同一个外层作用域（这里就是全局作用域），只要todos变量已经被定义过（也就是case 'add'的代码执行过），后续的show、edit、complete分支就能直接访问到这个变量——因为它们不在独立的作用域里，能直接读取外层作用域的变量。

为什么首次执行show会报错？ #

当你第一次直接选show时，case 'add'的代码从来没运行过，todos变量根本没被定义过，Python在当前作用域里找不到这个变量，就会抛出NameError: name 'todos' is not defined。而先执行add分支的话，todos已经被创建并赋值了，后续分支自然能正常访问。

修复建议 #

要避免首次执行show/edit/complete分支报错，最好在程序开头就初始化todos变量，不管有没有执行add操作，先从文件读取（文件不存在就初始化为空列表）：

# 初始化todos变量，提前处理文件不存在的情况
try:
    with open('todos.txt', 'r') as file:
        todos = file.readlines()
except FileNotFoundError:
    todos = []

while True:
    user_action = input("Type add, show, edit, complete or exit: ").strip().lower()

    match user_action:
        case 'add':
            todo = input("Enter a todo: ") + "\n"
            todos.append(todo)
            with open('todos.txt', 'w') as file:
                file.writelines(todos)
        case 'show' | 'display':
            for index, item in enumerate(todos):
                # 去掉换行符避免重复换行
                print(f"{index+1}-{item.strip()}")
        case 'edit':
            try:
                number = int(input("Number of the todo to edit: ")) - 1
                new_todo = input("Enter new todo: ").capitalize() + "\n"
                todos[number] = new_todo
                with open('todos.txt', 'w') as file:
                    file.writelines(todos)
            except (ValueError, IndexError):
                print("Invalid todo number!")
        case 'complete':
            try:
                number = int(input("Number of the todo to complete: ")) - 1
                todos.pop(number)
                with open('todos.txt', 'w') as file:
                    file.writelines(todos)
            except (ValueError, IndexError):
                print("Invalid todo number!")
        case 'exit':
            break
        case _:
            print("Hey, you entered an unknown command")
print("Bye!")

（顺便优化了文件操作，用with语句自动关闭文件，还加了异常处理避免输入非数字或无效索引的报错）

内容的提问来源于stack exchange，提问作者pythonPlant