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 = 3 let power = 10 var answer = 1 for _ 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: Int for index = 0; index < 3; ++index { println("index is \(index)") } // index is 0 // index is 1 // index is 2 println("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 = 25 var 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] = +02 board[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 = 0 var diceRoll = 0 while 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 = 25 var board = Int[](count: finalSquare + 1,repeatedValue: 0) board[03] = +08; board[06] = +11; board[09]= +09; board[10] = +02 board[14] = -10; board[19] = -11; board[22]= -02; board[24] = -08 var square = 0 var 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 < finalSquare println("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。
Swift编程语言——循环(for 、 while)