• Swift编程语言学习4.1——周期


    Swift它提供了类似 C 流量控制结构语言,它包含运行多个任务的能力for和while周期。选择根据不同的编码分支机构的具体条件来运行if和switch声明,有控制流程跳转到其他代码break和continue声明。

    除了 C 语言里面传统的for条件递增(for-condition-increment)循环。Swift 还添加了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)和其它序列类型。

    Swift 的switch语句比 C 语言中更加强大。在 C 语言中,假设某个 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,所以不会发生这样的贯穿(fallthrough)的情况。case 还能够匹配很多其它的类型模式。包含区间匹配(range matching)。元组(tuple)和特定类型的描写叙述。switch的 case 语句中匹配的值能够是由 case 体内部暂时的常量或者变量决定,也能够由where分句描写叙述更复杂的匹配条件。

    For 循环

    for循环用来依照指定的次数多次运行一系列语句。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)里面全部的元素运行一系列语句。

    for条件递增(for-condition-increment)语句。用来反复运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毕后添加计数器的值来实现。

    For-In

    你能够使用for-in循环来遍历一个集合里面的全部元素,比如由数字表示的区间、数组中的元素、字符串中的字符。

    以下的样例用来输出乘 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


    样例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运行一次。

    在本例中,这个循环仅仅包括一个语句。用来输出当前index值所相应的乘 5 乘法表结果。该语句运行后,index的值被更新为闭区间中的第二个数字(2)。之后println方法会再运行一次。

    整个过程会进行到闭区间结尾为止。

    上面的样例中。index是一个每次循环遍历開始时被自己主动赋值的常量。这样的情况下。index在使用前不须要声明。仅仅须要将它包括在循环的声明中。就能够对其进行隐式声明,而无需使用letkeyword声明。

    注意:

    index常量仅仅存在于循环的生命周期里。假设你想在循环完毕后訪问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。

    假设你不须要知道区间内每一项的值。你能够使用下划线(_)替代变量名来忽略对值的訪问:

    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"


    这个样例计算 base 这个数的 power 次幂(本例中。是3的10次幂),从1(3的0次幂)開始做3的乘法,进行10次。使用0到9的半闭区间循环。这个计算并不须要知道每一次循环中计数器详细的值,仅仅须要运行了正确的循环次数就可以。下划线符号_(替代循环中的变量)可以忽略详细的值,而且不提供循环遍历时对值的訪问。

    使用for-in遍历一个数组全部元素:

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


    你也能够通过遍历一个字典来訪问它的键值对(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,你能够在for-in循环中使用显式的常量名称来解读(key, value)元组。以下的样例中。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,详情參见集合类型。

    除了数组和字典,你也能够使用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 提供使用条件推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


    以下是普通情况下这样的循环方式的格式:

    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 不须要使用圆括号将“initialization; condition; increment”包含起来。

    这个循环运行流程例如以下:

    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全部常量和变量。

    条件表达式(condition expression)被调用。假设表达式调用结果为false,循环结束,继续运行for循环关闭大括号(})之后的代码。假设表达式调用结果为true。则会运行大括号内部的代码(statements)。

    运行全部语句(statements)之后,运行递增表达式(increment expression)。

    一般会添加或降低计数器的值。或者依据语句(statements)输出来改动某一个初始化的变量。当递增表达式运行完毕后,反复运行第 2 步,条件表达式会再次运行。

    上述描写叙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(比方var index = 0)仅仅在for循环的生命周期里有效。假设想在循环结束后訪问index的值,你必需要在循环生命周期開始前声明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在循环结束后终于的值是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循环执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。每次在循环開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開始。假设条件为true,会反复执行一系列语句。直到条件变为false。

    以下是普通情况下 while 循环格式:

    while `condition` {
       `statements`
    }


    以下的样例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):

    游戏的规则例如以下:

    游戏盘面包含 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看到的;

    假设在某轮结束。你移动到了梯子的底部。能够顺着梯子爬上去;

    假设在某轮结束,你移动到了蛇的头部,你会顺着蛇的身体滑下去。

    游戏盘面能够使用一个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測终于胜利条件。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。使你能够向上移动。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。仅仅是为了让代码看起来更加整洁)。

    玩家由左下角编号为 0 的方格開始游戏。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 }
       // 依据点数移动
       square += diceRoll
       if square < board.count {
           // 假设玩家还在棋盘上。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的值并非一个随机数,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 。然后检測是否超出了最大值。

    ++diceRoll调用完毕后,返回值等于diceRoll自增后的值。不论什么时候假设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,假设玩家移动超过了第 25 个方格。这个时候游戏结束,对应地。代码会在square添加board[square]的值向前或向后移动(遇到了梯子或者蛇)之前,检測square的值是否小于board的count属性。

    假设没有这个检測(square < board.count)。board[square]可能会越界訪问board数组,导致错误。比如假设square等于26, 代码会去尝试訪问board[26],超过数组的长度。

    当本轮while循环执行完成,会再检測循环条件是否须要再执行一次循环。

    假设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 循环比較适合本例中的这样的情况。由于在while 循环開始时,我们并不知道游戏的长度或者循环的次数,仅仅有在达成指定条件时循环才会结束。

    Do-While

    while循环的第二种形式是do-while,它和while的差别是在推断循环条件之前,先运行一次循环的代码块,然后反复循环直到条件为false。

    以下是普通情况下 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的循环版本号,循环中第一步就须要去检測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。这样在循环開始时先检測是否踩在梯子或者蛇上是安全的。

    游戏開始时。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 }
       // 依据点数移动
       square += diceRoll
    } while square < finalSquare
    println("Game over!")


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

    循环条项目(while square < finalSquare)和while一样的方法。但将仅在循环结束后计算。

    在这场比赛中,do-while表现优于while更好的流通。do-while这样推断的条件square超过后无直接执行square += board[square],可以以这样的方式去除while数组边界推理的版本号。

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