快捷導(dǎo)航

詳解Rust中三種循環(huán)(loop,while,for)的使用

更新時(shí)間：2022年09月29日 14:53:44 作者：古明地覺

我們常常需要重復(fù)執(zhí)行同一段代碼，針對(duì)這種場(chǎng)景，Rust?提供了多種循環(huán)（loop）工具。一個(gè)循環(huán)會(huì)執(zhí)行循環(huán)體中的代碼直到結(jié)尾，并緊接著回到開頭繼續(xù)執(zhí)行。而?Rust?提供了?3?種循環(huán)：loop、while?和?for，下面逐一講解

楔子

我們常常需要重復(fù)執(zhí)行同一段代碼，針對(duì)這種場(chǎng)景，Rust 提供了多種循環(huán)（loop）工具。一個(gè)循環(huán)會(huì)執(zhí)行循環(huán)體中的代碼直到結(jié)尾，并緊接著回到開頭繼續(xù)執(zhí)行。

而 Rust 提供了 3 種循環(huán)：loop、while 和 for，下面逐一講解。

loop 循環(huán)

我們可以使用 loop 關(guān)鍵字來指示 Rust 反復(fù)執(zhí)行某一段代碼，直到我們顯式地聲明退出為止。

fn?main()?{
????loop?{
????????println!("hello?world");
????}
}

這段代碼會(huì)不停地在終端中打印 hello world，我們只能使用 Ctrl + C 來終止這種陷入無限循環(huán)的程序。當(dāng)然，Rust 提供了另外一種更加可靠的循環(huán)退出方式，可以在循環(huán)中使用 break 關(guān)鍵字來通知程序退出循環(huán)。

fn?main()?{
????let?mut?x?=?1;??//?x?可變
????loop?{
????????println!("hello?world");
????????if?x?==?5?{
????????????break;
????????}
????????//?注意?x?必須是可變的
????????//?否則此處報(bào)錯(cuò)
????????x?+=?1;
????}
????/*
????hello?world
????hello?world
????hello?world
????hello?world
????hello?world
?????*/
}

打印了五遍就停止了，沒什么好說的。但 loop 循環(huán)還支持返回值，我們舉個(gè)例子：

fn?main()?{
????let?mut?x?=?1;
????let?y?=?loop?{
????????if?x?==?5?{
????????????//?break?之后的值就是整個(gè)?loop?的返回值
????????????break?x?*?2;
????????}
????????x?+=?1;
????};
????println!("y?=?{}",?y);??//?y?=?10
}

如果 break 后面沒有值，那么整個(gè) loop 返回的就是空元組：

fn?main()?{
????let?mut?x?=?1;
????let?y?=?loop?{
????????if?x?==?5?{
????????????break;
????????}
????????x?+=?1;
????};
????println!("y?=?{:?}",?y);??//?y?=?()
}

需要說明的是，無論 break 后面有沒有分號(hào)，它都是整個(gè) loop 循環(huán)的返回值。

既然是 loop 循環(huán)是一個(gè)表達(dá)式，那么除了賦值給一個(gè)變量之外，肯定也可以作為函數(shù)的返回值：

fn?f()?->?i32?{
????let?mut?x?=?1;
????loop?{
????????if?x?==?5?{
????????????break?x?*?2;
????????}
????????x?+=?1;
????}?//?此處結(jié)尾不可以有分號(hào)
}

fn?main()?{
????println!("{}",?f());??//?10
}

注意 loop 循環(huán)的最后一定不能加分號(hào)，因?yàn)榧恿司蜁?huì)變成語句，而語句不會(huì)返回任何內(nèi)容。所以在 if 表達(dá)式的時(shí)候我們啰嗦了那么多關(guān)于表達(dá)式、分號(hào)的內(nèi)容，就是因?yàn)檫@些概念在循環(huán)中同樣會(huì)體現(xiàn)。

下面的做法是錯(cuò)誤的：

fn?f()?->?i32?{
????let?mut?x?=?1;
????loop?{
????????if?x?==?5?{
????????????break?x?*?2;
????????}
????????x?+=?1;
????};??//?這里加上了分號(hào)
}

我們一定不能這么做，因?yàn)檫@會(huì)讓 loop 循環(huán)變成語句，而下面又沒有內(nèi)容了，因此函數(shù) f 會(huì)默認(rèn)返回空元組。而函數(shù)的返回值簽名是 i32，于是出現(xiàn)矛盾，造成編譯錯(cuò)誤。那么下面這個(gè)例子可以嗎？

fn?f()?->?i32?{
????let?mut?x?=?1;
????loop?{
????????if?x?==?5?{
????????????//?break?語句結(jié)尾有沒有分號(hào)
????????????//?并不重要
????????????break?x?*?2;
????????}
????????x?+=?1;
????}
????33
}

答案是依舊不行，因?yàn)?loop 循環(huán)是一個(gè)表達(dá)式，而它下面還有表達(dá)式，違反了我們之前說的函數(shù)末尾只能有一個(gè)表達(dá)式的原則。但是有一個(gè)例外，相信你已經(jīng)猜到了，就是當(dāng) loop 表達(dá)式返回元組的時(shí)候，那么會(huì)忽略掉。

fn?f()?->?i32?{
????let?mut?x?=?1;
????loop?{
????????if?x?==?5?{
????????????//?等價(jià)于?break;
????????????break?();??
????????}
????????x?+=?1;
????}
????33
}

此時(shí)是沒有問題的，以上就是 loop 循環(huán)。

while 循環(huán)

另外一種常見的循環(huán)模式是在每次執(zhí)行循環(huán)體之前都判斷一次條件，如果條件為真，則執(zhí)行代碼片段，如果條件為假、或在執(zhí)行過程中碰到 break 就退出當(dāng)前循環(huán)。

這種模式可以通過 loop、if、else 及 break 關(guān)鍵字的組合使用來實(shí)現(xiàn)，有興趣的話可以試著完成這一功能。不過由于這種模式太過于常見，所以 Rust 為此提供了一個(gè)內(nèi)置的語言結(jié)構(gòu)：while 條件循環(huán)。

fn?main()?{
????let?mut?x?=?1;
????while?x?<=?5?{
????????println!("hello?world");
????????x?+=?1;
????}
}

執(zhí)行完之后會(huì)打印 5 次 hello world，然后是返回值的問題，while 循環(huán)不可以像 loop 一樣 break 一個(gè)值，也就是說它只能默認(rèn)返回空元組。

fn?f()?->?i32?{
????let?mut?x?=?1;
????while?x?<=?5?{
????????if?x?==?3?{
????????????break;
????????}
????????x?+=?1
????}
????//?沒有下面這個(gè)?33，那么該函數(shù)就是非法的
????33
}

fn?main()?{
????println!("{:?}",?f());??//?33

????//?當(dāng)然?while?循環(huán)也可以賦值給一個(gè)變量
????//?因?yàn)橹豢赡芊祷乜赵M，所以這么做沒有什么意義
????let?x?=?while?1?<=?2?{
????????break;
????};
????println!("{:?}",?x);??//?()
}

而當(dāng) break 后面有值的時(shí)候，會(huì)編譯錯(cuò)誤，假設(shè)我們 break 123。

告訴我們帶有值的 break 只能出現(xiàn)在 loop 循環(huán)中，而 while 循環(huán)是不支持的。另外即便 break 一個(gè)空元組也是不允許的，盡管 while 循環(huán)會(huì)默認(rèn)返回空元組。

for 循環(huán)

我們遍歷一個(gè)數(shù)組可以選擇 loop 循環(huán)、while 循環(huán)，但是這樣容易因?yàn)槭褂昧瞬徽_的索引長(zhǎng)度而使程序崩潰。

fn?traverse1()?{
????let?arr?=?[1,?2,?3,?4,?5];
????let?mut?sum:?i32?=?0;
????let?mut?index:?usize?=?0;
????loop?{
????????if?index?<?5?{
????????????//?通過索引獲取元素
????????????//?索引必須是?usize?類型
????????????sum?+=?arr[index];
????????}?else?{
????????????break;
????????}
????????index?+=?1;
????}
????println!("sum([1,?2,?3,?4,?5])?=?{}",?sum);
}

fn?traverse2()?{
????let?arr?=?[1,?2,?3,?4,?5];
????let?mut?sum:?i32?=?0;
????let?mut?index:?usize?=?0;
????while?index?<?5?{
????????sum?+=?arr[index];
????????index?+=?1;
????}
????println!("sum([1,?2,?3,?4,?5])?=?{}",?sum);
}

fn?main()?{
????traverse1();??
????//?sum([1,?2,?3,?4,?5])?=?15
????traverse2();??
????//?sum([1,?2,?3,?4,?5])?=?15
}

雖然成功遍歷了，但如果索引越界的話就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，因此可以使用 for 循環(huán)這種更簡(jiǎn)明的方法來遍歷集合中的每一個(gè)元素。

fn?traverse()?{
????let?arr?=?[1,?2,?3,?4,?5];
????let?mut?sum:?i32?=?0;
????for?element?in?arr?{
????????sum?+=?element;
????}
????println!("sum([1,?2,?3,?4,?5])?=?{}",?sum);
}

fn?main()?{
????traverse();??
????//?sum([1,?2,?3,?4,?5])?=?15
}

結(jié)果是一樣的，但我們?cè)鰪?qiáng)了代碼的安全性，不會(huì)出現(xiàn)諸如越界訪問或漏掉某些元素之類的問題。

假如后期修改代碼，我們從 arr 數(shù)組中移除了某個(gè)元素，卻忘記將循環(huán)中的條件更新為 while index < 4，那么再次運(yùn)行代碼就會(huì)發(fā)生崩潰。而使用 for 循環(huán)的話，就不需要時(shí)常惦記著在更新數(shù)組元素?cái)?shù)量時(shí)，還要去修改代碼的其他部分。

for 循環(huán)的安全性和簡(jiǎn)捷性使它成為了 Rust 中最為常用的循環(huán)結(jié)構(gòu)，即便是為了實(shí)現(xiàn)循環(huán)特定次數(shù)的任務(wù)，大部分的 Rust 開發(fā)者也會(huì)選擇使用 for 循環(huán)。我們可以配合標(biāo)準(zhǔn)庫中提供的 Range 來實(shí)現(xiàn)這一目的，它被用來生成從一個(gè)數(shù)字開始到另一個(gè)數(shù)字結(jié)束之前的所有數(shù)字序列。

fn?main()?{
????for?number?in?1..4?{
????????println!("number?=?{}",?number);
????}
????/*
????number?=?1
????number?=?2
????number?=?3
?????*/

????//?還可以逆序輸出
????for?number?in?(1..4).rev()?{
????????println!("number?=?{}",?number);
????}
????/*
????number?=?3
????number?=?2
????number?=?1
?????*/
}

代碼是不是更加精煉了呢。

到此這篇關(guān)于詳解Rust中三種循環(huán)(loop,while,for)的使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Rust循環(huán)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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