Python の match case で定数使ったらハマった話 🐍

はじめに

Python 3.10 から使えるようになった match case 文で謎のバグに遭遇したので共有します。

コードレビューで「マジックナンバーやめて定数使おうぜ」って言われて素直に書き換えたら、まさかの動かなくなって焦った😇

TL;DR

• match case で定数を直接パターンに書くとキャプチャパターン扱いになって意図しない動作をする
• 定数と比較したいなら if 文使うか、ガード (case x if x == 定数:) を使うか、Enum にまとめよう
• リテラル（数字そのもの）やドット記法（Enum.VALUE）は値パターンとして機能する

何が起きたか

こんなコードがあったとします。ビットフラグで権限管理してる感じのやつです。

from enum import IntEnum

class Permission(IntEnum):
    READ = 1
    WRITE = 2
    DELETE = 4

# ビットフラグで複数指定
READ_AND_DELETE = Permission.READ | Permission.DELETE  # 5
WRITE_AND_DELETE = Permission.WRITE | Permission.DELETE  # 6

def check_permission(permission_code: int):
    match permission_code:
        case 5:  # READ + DELETE
            return "読み取りと削除が許可されています"
        case 6:  # WRITE + DELETE
            return "書き込みと削除が許可されています"
        case Permission.READ:
            return "読み取りのみ許可"
        case Permission.WRITE:
            return "書き込みのみ許可"
        case _:
            return "権限なし"

レビューで「5とか6とかマジックナンバーやめて」って言われたので、こう書き換えました。

def check_permission(permission_code: int):
    match permission_code:
        case READ_AND_DELETE:  # 5 の代わり
            return "読み取りと削除が許可されています"
        case WRITE_AND_DELETE:  # 6 の代わり
            return "書き込みと削除が許可されています"
        case Permission.READ:
            return "読み取りのみ許可"
        case _:
            return "権限なし"

一見よさそうですよね？

これが動きません。

何が問題だったのか

Python の match case はパターンマッチングなので、case の後ろに書いたものの扱いが特殊です。

値パターン vs キャプチャパターン

PEP 634（構造的パターンマッチング）の仕様により、Python は以下のように判断します

書き方	扱い	意味
case 5:	値パターン（リテラル）	「値が5のとき」にマッチ
case "hello":	値パターン（リテラル）	「値が"hello"のとき」にマッチ
case Enum.VALUE:	値パターン（属性アクセス）	「Enum.VALUE の値」にマッチ
case SOME_CONSTANT:	キャプチャパターン	「どんな値でも受け取ってSOME_CONSTANTに束縛」

つまり、case READ_AND_DELETE: と書くと

• 「READ_AND_DELETEという定数の値(5)と比較する」のではなく
• 「どんな値でも受け取って、READ_AND_DELETEという変数名に束縛する」

という意味になってしまうんです。

これは、単純な名前（ドットを含まない識別子）は常にキャプチャパターンとして扱われるという PEP 634 の仕様によるものです。

実際の動作

def check_permission(permission_code: int):
    match permission_code:
        case READ_AND_DELETE:  # ← ここで何でもマッチしてしまう
            return "読み取りと削除が許可されています"
        case WRITE_AND_DELETE:  # ← ここには絶対到達しない
            return "書き込みと削除が許可されています"

# どんな値を渡しても最初のケースにマッチする
print(check_permission(1))   # "読み取りと削除が許可されています"
print(check_permission(999)) # "読み取りと削除が許可されています"

全部最初のケースで拾われます。完全にバグってますね。

正しい書き方

方法1: 素直に if 文を使う（推奨）

一番シンプルで分かりやすいのはこれ。

def check_permission(permission_code: int):
    if permission_code == READ_AND_DELETE:
        return "読み取りと削除が許可されています"
    elif permission_code == WRITE_AND_DELETE:
        return "書き込みと削除が許可されています"
    
    # 残りは match で分岐
    match permission_code:
        case Permission.READ:
            return "読み取りのみ許可"
        case Permission.WRITE:
            return "書き込みのみ許可"
        case _:
            return "権限なし"

複雑な分岐が必要ないなら、全部 if-elif でもいいと思います。

def check_permission(permission_code: int):
    if permission_code == READ_AND_DELETE:
        return "読み取りと削除が許可されています"
    elif permission_code == WRITE_AND_DELETE:
        return "書き込みと削除が許可されています"
    elif permission_code == Permission.READ:
        return "読み取りのみ許可"
    elif permission_code == Permission.WRITE:
        return "書き込みのみ許可"
    else:
        return "権限なし"

方法2: ガード条件を使う

どうしても match を使いたい場合は、ガード（if による条件）をつけます。

def check_permission(permission_code: int):
    match permission_code:
        case x if x == READ_AND_DELETE:  # ガードで等値判定
            return "読み取りと削除が許可されています"
        case x if x == WRITE_AND_DELETE:
            return "書き込みと削除が許可されています"
        case Permission.READ:
            return "読み取りのみ許可"
        case Permission.WRITE:
            return "書き込みのみ許可"
        case _:
            return "権限なし"

case x if x == READ_AND_DELETE: の部分がガード条件です。

1. まず x に値を束縛（キャプチャ）
2. その後 if 条件で実際の判定

という2段階になっています。

方法3: Enum にまとめる

複数の定数を管理する場合、Enum にまとめるのもいい選択肢です。

from enum import IntEnum

class Permission(IntEnum):
    READ = 1
    WRITE = 2
    DELETE = 4

class CombinedPermission(IntEnum):
    READ_AND_DELETE = 5
    WRITE_AND_DELETE = 6

def check_permission(permission_code: int):
    match permission_code:
        case CombinedPermission.READ_AND_DELETE:  # Enum ならOK
            return "読み取りと削除が許可されています"
        case CombinedPermission.WRITE_AND_DELETE:
            return "書き込みと削除が許可されています"
        case Permission.READ:
            return "読み取りのみ許可"
        case Permission.WRITE:
            return "書き込みのみ許可"
        case _:
            return "権限なし"

Enum にすることで、ドット記法（CombinedPermission.READ_AND_DELETE）が使えるようになり、値パターンとして正しく動作します。

なぜ IntEnum は直接使えるのか？

ちなみに Permission.READ は問題なく動きます。

match permission_code:
    case Permission.READ:  # これはOK
        ...

これは、Permission.READ が属性アクセス（ドット記法） を含んでいるため、PEP 634 の仕様により「値パターン」として扱われるからです。

単純な名前（READ_AND_DELETE）だと「キャプチャパターン」と解釈されますが、ドット記法を使うことで「この値と比較する」という意味になります。

まとめ

• Python の match case で定数を使うときは注意が必要
• 単純な名前（case 定数名:）はキャプチャパターン扱いになるので、そのままだと動かない
• 実務では素直に if 文使うのが一番わかりやすい
• どうしても match 使いたいなら以下の方法がある
  • ガード条件: case x if x == 定数:
  • Enum にまとめる: case Enum.VALUE:

コードレビューで「マジックナンバーやめろ」って言われたときは、無理に match で解決しようとせず、普通の条件分岐にリファクタリングするか、Enum にまとめるのが良いですね。

参考

• PEP 634 – Structural Pattern Matching: Specification
• Python 公式ドキュメント - match 文