Swift编程语言学习4.1——循环

Swift提供了类似 C 语言的流程控制结构，包括可以多次执行任务的for和while循环，基于特定条件选择执行不同代码分支的if和switch语句，还有控制流程跳转到其他代码的break和continue语句。

 

除了 C 语言里面传统的for条件递增（for-condition-increment）循环，Swift 还增加了for-in循环，用来更简单地遍历数组（array），字典（dictionary），区间（range），字符串（string）和其他序列类型。

 

Swift 的switch语句比 C 语言中更加强大。在 C 语言中，如果某个 case不小心漏写了break，这个 case 就会贯穿（fallthrough）至下一个 case，Swift 无需写break，所以不会发生这种贯穿（fallthrough）的情况。case 还可以匹配更多的类型模式，包括区间匹配（range matching），元组（tuple）和特定类型的描述。switch的 case 语句中匹配的值可以是由 case 体内部临时的常量或者变量决定，也可以由where分句描述更复杂的匹配条件。

 

 

For 循环

for循环用来按照指定的次数多次执行一系列语句。Swift提供两种for循环形式：

 

for-in用来遍历一个区间（range），序列（sequence），集合（collection），系列（progression）里面所有的元素执行一系列语句。

for条件递增（for-condition-increment）语句，用来重复执行一系列语句直到达成特定条件达成，一般通过在每次循环完成后增加计数器的值来实现。

 

For-In

你可以使用for-in循环来遍历一个集合里面的所有元素，例如由数字表示的区间、数组中的元素、字符串中的字符。

 

下面的例子用来输出乘 5 乘法表前面一部分内容：

 

for index in 1...5 {   println("\(index) times 5 is \(index * 5)")}// 1 times 5 is 5// 2 times 5 is 10// 3 times 5 is 15// 4 times 5 is 20// 5 times 5 is 25

例子中用来进行遍历的元素是一组使用闭区间操作符（...）表示的从1到5的数字。index被赋值为闭区间中的第一个数字（1），然后循环中的语句被执行一次。在本例中，这个循环只包含一个语句，用来输出当前index值所对应的乘 5 乘法表结果。该语句执行后，index的值被更新为闭区间中的第二个数字（2），之后println方法会再执行一次。整个过程会进行到闭区间结尾为止。

 

上面的例子中，index是一个每次循环遍历开始时被自动赋值的常量。这种情况下，index在使用前不需要声明，只需要将它包含在循环的声明中，就可以对其进行隐式声明，而无需使用let关键字声明。

 

注意：

 

index常量只存在于循环的生命周期里。如果你想在循环完成后访问index的值，又或者想让index成为一个变量而不是常量，你必须在循环之前自己进行声明。

如果你不需要知道区间内每一项的值，你可以使用下划线（_）替代变量名来忽略对值的访问：

 

let base = 3let power = 10var answer = 1for _ in 1...power {   answer *= base}println("\(base) to the power of\(power) is \(answer)")// 输出 "3 to thepower of 10 is 59049"

这个例子计算 base 这个数的 power 次幂（本例中，是3的10次幂），从1（3的0次幂）开始做3的乘法，进行10次，使用0到9的半闭区间循环。这个计算并不需要知道每一次循环中计数器具体的值，只需要执行了正确的循环次数即可。下划线符号_（替代循环中的变量）能够忽略具体的值，并且不提供循环遍历时对值的访问。

 

使用for-in遍历一个数组所有元素：

 

let names = ["Anna","Alex", "Brian", "Jack"]for name in names {   println("Hello, \(name)!")}// Hello, Anna!// Hello, Alex!// Hello, Brian!// Hello, Jack!

你也可以通过遍历一个字典来访问它的键值对（key-value pairs）。遍历字典时，字典的每项元素会以(key, value)元组的形式返回，你可以在for-in循环中使用显式的常量名称来解读(key, value)元组。下面的例子中，字典的键（key）解读为常量animalName，字典的值会被解读为常量legCount：

 

let numberOfLegs = ["spider": 8,"ant": 6, "cat": 4]for (animalName, legCount) in numberOfLegs{   println("\(animalName)s have \(legCount) legs")}// spiders have 8 legs// ants have 6 legs// cats have 4 legs

字典元素的遍历顺序和插入顺序可能不同，字典的内容在内部是无序的，所以遍历元素时不能保证顺序。关于数组和字典，详情参见集合类型。

 

除了数组和字典，你也可以使用for-in循环来遍历字符串中的字符（Character）：

 

for character in "Hello" {   println(character)}// H// e// l// l// o

 

For条件递增（for-condition-increment）

除了for-in循环，Swift 提供使用条件判断和递增方法的标准 C 样式for循环:

 

for var index = 0; index < 3; ++index {   println("index is \(index)")}// index is 0// index is 1// index is 2

下面是一般情况下这种循环方式的格式：

 

for `initialization`; `condition`;`increment` {   `statements`}

和 C 语言中一样，分号将循环的定义分为 3 个部分，不同的是，Swift 不需要使用圆括号将“initialization; condition; increment”包括起来。

 

这个循环执行流程如下：

 

循环首次启动时，初始化表达式（initialization expression）被调用一次，用来初始化循环所需的所有常量和变量。

条件表达式（condition expression）被调用，如果表达式调用结果为false，循环结束，继续执行for循环关闭大括号（}）之后的代码。如果表达式调用结果为true，则会执行大括号内部的代码（statements）。

执行所有语句（statements）之后，执行递增表达式（increment expression）。通常会增加或减少计数器的值，或者根据语句（statements）输出来修改某一个初始化的变量。当递增表达式运行完成后，重复执行第 2 步，条件表达式会再次执行。

上述描述和循环格式等同于：

 

`initialization`while `condition` {   `statements`   `increment`}

在初始化表达式中声明的常量和变量（比如var index = 0）只在for循环的生命周期里有效。如果想在循环结束后访问index的值，你必须要在循环生命周期开始前声明index。

 

var index: Intfor index = 0; index < 3; ++index {   println("index is \(index)")}// index is 0// index is 1// index is 2println("The loop statements wereexecuted \(index) times")// 输出 "The loopstatements were executed 3 times

注意index在循环结束后最终的值是3而不是2。最后一次调用递增表达式++index会将index设置为3，从而导致index < 3条件为false，并终止循环。

 

 

While 循环

while循环运行一系列语句直到条件变成false。这类循环适合使用在第一次迭代前迭代次数未知的情况下。Swift 提供两种while循环形式：

 

while循环，每次在循环开始时计算条件是否符合；

do-while循环，每次在循环结束时计算条件是否符合。

 

While

while循环从计算单一条件开始。如果条件为true，会重复运行一系列语句，直到条件变为false。

 

下面是一般情况下 while 循环格式：

 

while `condition` {   `statements`}

下面的例子来玩一个叫做蛇和梯子（Snakes and Ladders）的小游戏，也叫做滑道和梯子（Chutes and Ladders）：

 

 

 

游戏的规则如下：

 

游戏盘面包括 25 个方格，游戏目标是达到或者超过第 25 个方格；

每一轮，你通过掷一个 6 边的骰子来确定你移动方块的步数，移动的路线由上图中横向的虚线所示；

如果在某轮结束，你移动到了梯子的底部，可以顺着梯子爬上去；

如果在某轮结束，你移动到了蛇的头部，你会顺着蛇的身体滑下去。

游戏盘面可以使用一个Int数组来表达。数组的长度由一个finalSquare常量储存，用来初始化数组和检测最终胜利条件。游戏盘面由 26 个 Int 0 值初始化，而不是 25 个（由0到25，一共 26 个）：

 

let finalSquare = 25var board = Int[](count: finalSquare + 1,repeatedValue: 0)

一些方块被设置成有蛇或者梯子的指定值。梯子底部的方块是一个正值，使你可以向上移动，蛇头处的方块是一个负值，会让你向下移动：

 

board[03] = +08; board[06] = +11; board[09]= +09; board[10] = +02board[14] = -10; board[19] = -11; board[22]= -02; board[24] = -08

3 号方块是梯子的底部，会让你向上移动到 11号方格，我们使用board[03]等于+08（来表示11和3之间的差值）。使用一元加运算符（+i）是为了和一元减运算符（-i）对称，为了让盘面代码整齐，小于 10 的数字都使用 0 补齐（这些风格上的调整都不是必须的，只是为了让代码看起来更加整洁）。

 

玩家由左下角编号为 0 的方格开始游戏。一般来说玩家第一次掷骰子后才会进入游戏盘面：

 

var square = 0var diceRoll = 0while square < finalSquare {   // 掷骰子   if ++diceRoll == 7 { diceRoll = 1 }   // 根据点数移动   square += diceRoll   if square < board.count {       // 如果玩家还在棋盘上，顺着梯子爬上去或者顺着蛇滑下去       square += board[square]    }}println("Game over!")

本例中使用了最简单的方法来模拟掷骰子。 diceRoll的值并不是一个随机数，而是以0为初始值，之后每一次while循环，diceRoll的值使用前置自增操作符(++i)来自增 1 ，然后检测是否超出了最大值。++diceRoll调用完成后，返回值等于diceRoll自增后的值。任何时候如果diceRoll的值等于7时，就超过了骰子的最大值，会被重置为1。所以diceRoll的取值顺序会一直是1，2，3，4，5，6，1，2。

 

掷完骰子后，玩家向前移动diceRoll个方格，如果玩家移动超过了第 25 个方格，这个时候游戏结束，相应地，代码会在square增加board[square]的值向前或向后移动（遇到了梯子或者蛇）之前，检测square的值是否小于board的count属性。

 

如果没有这个检测（square < board.count），board[square]可能会越界访问board数组，导致错误。例如如果square等于26， 代码会去尝试访问board[26]，超过数组的长度。

 

当本轮while循环运行完毕，会再检测循环条件是否需要再运行一次循环。如果玩家移动到或者超过第 25 个方格，循环条件结果为false，此时游戏结束。

 

while 循环比较适合本例中的这种情况，因为在while 循环开始时，我们并不知道游戏的长度或者循环的次数，只有在达成指定条件时循环才会结束。

 

 

Do-While

while循环的另外一种形式是do-while，它和while的区别是在判断循环条件之前，先执行一次循环的代码块，然后重复循环直到条件为false。

 

下面是一般情况下 do-while循环的格式：

 

do {   `statements`} while `condition`

还是蛇和梯子的游戏，使用do-while循环来替代while循环。finalSquare、board、square和diceRoll的值初始化同while循环一样：

 

let finalSquare = 25var board = Int[](count: finalSquare + 1,repeatedValue: 0)board[03] = +08; board[06] = +11; board[09]= +09; board[10] = +02board[14] = -10; board[19] = -11; board[22]= -02; board[24] = -08var square = 0var diceRoll = 0

do-while的循环版本，循环中第一步就需要去检测是否在梯子或者蛇的方块上。没有梯子会让玩家直接上到第 25 个方格，所以玩家不会通过梯子直接赢得游戏。这样在循环开始时先检测是否踩在梯子或者蛇上是安全的。

 

游戏开始时，玩家在第 0 个方格上，board[0]一直等于 0，不会有什么影响：

 

do {   // 顺着梯子爬上去或者顺着蛇滑下去   square += board[square]   // 掷骰子   if ++diceRoll == 7 { diceRoll = 1 }   // 根据点数移动   square += diceRoll} while square < finalSquareprintln("Game over!")

检测完玩家是否踩在梯子或者蛇上之后，开始掷骰子，然后玩家向前移动diceRoll个方格，本轮循环结束。

 

循环条件（while square < finalSquare）和while方式相同，但是只会在循环结束后进行计算。在这个游戏中，do-while表现得比while循环更好。do-while方式会在条件判断square没有超出后直接运行square += board[square]，这种方式可以去掉while版本中的数组越界判断。