8、Swift 编程中的控制流与函数

Swift 编程中的控制流与函数

在学习编程的过程中，控制流和函数是构建强大应用程序的关键要素。本文将深入探讨 Swift 语言中的控制流语句和函数的使用，帮助你更好地掌握这门编程语言。

1. 基础准备：花括号与圆括号的使用

在 Swift 中，花括号和圆括号的使用规则与其他 C 类语言有所不同。
- 花括号 ：在 Swift 里，条件语句和循环必须使用花括号，即使只有一条语句需要执行。例如，以下代码在 Swift 中是无效的：

if (x > y)
  x=0

而正确的写法应该是：

if (x > y) {
  x=0
}

这是因为在其他 C 类语言中，当只有一条语句时，花括号是可选的，这可能会导致许多错误和漏洞，如苹果的 goto fail 漏洞。因此，Swift 强制使用花括号以提高代码的安全性。
- 圆括号 ：与其他 C 类语言不同，Swift 中条件表达式周围的圆括号是可选的。例如：

if x > y {
  x=0
}

这种写法在 Swift 中是有效的，但在大多数 C 类语言中则无效。

2. 控制流概述

控制流，也称为控制流程，指的是应用程序中语句、指令或函数的执行顺序。Swift 支持所有常见的 C 类语言控制流语句，包括循环（如 for 和 while ）、条件语句（如 if 和 switch ）以及控制转移语句（如 break 和 continue ）。此外，Swift 还添加了一些额外的语句，如 for-in 循环，并增强了一些现有语句，如 switch 语句。

3. 条件语句

条件语句会检查一个条件，只有当条件为真时才会执行一段代码。Swift 提供了 if 和 if-else 条件语句。
- if 语句 ： if 语句会检查条件语句，如果为真，则执行代码块。其格式如下：

if condition {
   block of code
}

示例代码：

let teamOneScore = 7
let teamTwoScore = 6
if teamOneScore > teamTwoScore {
    print("Team One Won")
}

在这个例子中，我们首先设置了 teamOneScore 和 teamTwoScore 常量，然后使用 if 语句检查 teamOneScore 是否大于 teamTwoScore 。如果是，则打印 “Team One Won” 到控制台。
- if-else 语句 ： if-else 语句会检查条件语句，如果为真，则执行一个代码块；如果条件语句为假，则执行另一个代码块。其格式如下：

if condition {
    block of code if true
} else {
    block of code if not true
}

示例代码：

var teamOneScore = 7
var teamTwoScore = 6
if teamOneScore > teamTwoScore {
    print("Team One Won")
} else {
    print("Team Two Won")
}

这个新版本会根据 teamOneScore 和 teamTwoScore 的值打印相应的结果。如果两者相等，上述代码会打印 “Team Two Won”，这显然不太公平。在这种情况下，我们可以使用多个 else if 语句和一个普通的 else 语句，示例如下：

var teamOneScore = 7
var teamTwoScore = 6
if teamOneScore > teamTwoScore {
    print("Team One Won")
} else if teamTwoScore > teamOneScore {
    print("Team Two Won")
} else {
    print("We have a tie")
}

4. 循环语句

循环语句用于在满足条件的情况下重复执行一段代码。Swift 提供了多种循环语句，包括 for 循环和 while 循环。
- for 循环 ：Swift 提供了标准的 C 风格 for 循环和 for-in 循环。
- 标准 C 风格 for 循环 ：其格式如下：

for initialization; condition; update-rule {
   block of code
}

该循环有三个部分：
- 初始化 ：初始化所需的变量，可以包含多个初始化，用逗号分隔。
- 条件 ：检查的条件，当条件为假时，循环退出。
- 更新规则 ：每次循环结束时需要更新的内容。
示例代码：

for var index = 1; index <= 4; index++ {
    print(index)
}

在这个例子中， index 变量初始化为 1，每次循环检查 index 是否小于等于 4，如果是，则执行代码块并打印 index 的值，最后递增 index 。当 index 大于 4 时，循环退出。
- for-in 循环 ： for-in 循环用于遍历一个集合或范围，并为集合或范围中的每个项目执行一段代码。其格式如下：

for variable in Collection/Range {
  block of code
}

示例代码：

for index in 1...5 {
    print(index)
}

这个例子使用了闭区间运算符 ... 来遍历从 1 到 5 的数字范围，并打印每个数字。Swift 还提供了半开区间运算符 ..< ，它会遍历范围但不包括最后一个数字，例如：

for index in 1..<5 {
  print(index)
}

使用 for-in 循环遍历数组和字典也非常方便，示例如下：

var countries = ["USA","UK", "IN"]
for item in countries {
    print(item)
}

var dic = ["USA": "United States", "UK": "United Kingdom", "IN":"India"]
for (abbr, name) in dic {
  print("\(abbr) --  \(name)")
}

• while 循环 ：Swift 提供了 while 和 repeat-while 两种形式的 while 循环。
  • while 循环 ：先计算条件语句，如果条件为真，则重复执行代码块。其格式如下：

while condition {
  block of code
}

示例代码：

var ran = 0
while ran < 4 {
    ran = Int(arc4random() % 5)
}

在这个例子中， while 循环会不断生成一个 0 到 4 之间的随机数，直到随机数大于等于 4 为止。
- repeat-while 循环 ：与 while 循环不同， repeat-while 循环会先执行代码块，然后再检查条件语句。其格式如下：

repeat {
   block of code
} while condition

示例代码：

var ran: Int
repeat {
    ran = Int(arc4random() % 5)
} while ran < 4

在这个例子中，我们可以在循环块内初始化 ran 变量，而不必在循环之前初始化。如果使用 while 循环而不初始化 ran 变量，会导致 “Variable used before being initialized” 异常。

以下是一个简单的流程图，展示了 while 循环的执行过程：

graph TD;
    A[开始] --> B{条件是否为真};
    B -- 是 --> C[执行代码块];
    C --> B;
    B -- 否 --> D[结束];

通过以上内容，我们详细介绍了 Swift 中的控制流语句，包括条件语句和循环语句。这些语句是构建复杂应用程序的基础，掌握它们可以让你更好地控制代码的执行流程。在后续的学习中，我们还将深入探讨函数的使用，以及如何将控制流和函数结合起来，构建更强大的应用程序。

Swift 编程中的控制流与函数

5. 控制转移语句

控制转移语句用于改变代码的执行顺序，Swift 中常见的控制转移语句有 break 和 continue 。
- break 语句 ： break 语句用于立即退出当前的循环或 switch 语句。在循环中使用 break 可以提前终止循环的执行。

for index in 1...10 {
    if index == 5 {
        break
    }
    print(index)
}

在上述代码中，当 index 等于 5 时， break 语句被执行，循环立即终止，因此只会打印 1 到 4 的数字。
- continue 语句 ： continue 语句用于跳过当前循环的剩余部分，并开始下一次循环。

for index in 1...10 {
    if index % 2 == 0 {
        continue
    }
    print(index)
}

在这个例子中，当 index 是偶数时， continue 语句会被执行，跳过 print(index) 语句，直接开始下一次循环，所以只会打印 1、3、5、7、9。

6. 函数

函数是一段完成特定任务的独立代码块。在 Swift 中，函数的定义和使用非常灵活。
- 函数的定义 ：函数的基本定义格式如下：

func functionName(parameters) -> returnType {
    // 函数体
    return value
}

• 无参数无返回值的函数 ：

func sayHello() {
    print("Hello!")
}
sayHello()

• 有参数有返回值的函数 ：

func addNumbers(a: Int, b: Int) -> Int {
    return a + b
}
let result = addNumbers(a: 3, b: 5)
print(result)

• 参数标签和参数名称 ：在 Swift 中，函数的参数可以有参数标签和参数名称。参数标签用于在调用函数时标识参数，参数名称用于在函数内部使用。

func greet(person name: String) {
    print("Hello, \(name)!")
}
greet(person: "John")

这里 person 是参数标签， name 是参数名称。

7. 函数的使用场景和优势

函数在编程中有很多重要的使用场景和优势，以下是一些常见的方面：
| 使用场景 | 优势 |
| — | — |
| 代码复用 | 可以将常用的代码封装成函数，在需要的地方多次调用，避免代码重复。 |
| 模块化设计 | 把一个大的任务分解成多个小的函数，每个函数负责一个特定的子任务，提高代码的可读性和可维护性。 |
| 提高代码的可测试性 | 可以独立测试每个函数的功能，确保其正确性。 |

8. 控制流与函数的结合使用

在实际编程中，控制流和函数通常会结合使用，以实现更复杂的功能。以下是一个示例，展示了如何结合使用 for 循环和函数来计算数组中所有偶数的和。

func isEven(number: Int) -> Bool {
    return number % 2 == 0
}

var numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
var sum = 0
for number in numbers {
    if isEven(number: number) {
        sum += number
    }
}
print("数组中所有偶数的和为: \(sum)")

在这个例子中， isEven 函数用于判断一个数是否为偶数， for 循环遍历数组中的每个元素，使用 if 语句调用 isEven 函数来判断元素是否为偶数，如果是则累加到 sum 中。

以下是一个流程图，展示了上述代码的执行过程：

graph TD;
    A[开始] --> B[初始化数组和 sum 变量];
    B --> C[开始 for 循环];
    C --> D{当前元素是否为偶数};
    D -- 是 --> E[将元素累加到 sum 中];
    E --> F[继续下一次循环];
    D -- 否 --> F;
    F --> G{是否遍历完数组};
    G -- 否 --> C;
    G -- 是 --> H[打印 sum 的值];
    H --> I[结束];

通过以上内容，我们全面介绍了 Swift 中的控制流和函数。控制流语句（条件语句、循环语句、控制转移语句）可以帮助我们控制代码的执行顺序，而函数则可以将代码模块化，提高代码的复用性和可维护性。将控制流和函数结合使用，能够让我们编写出更加高效、灵活和强大的应用程序。希望这些知识能帮助你在 Swift 编程的道路上更进一步。