Rust之流程控制

开发环境

• Windows 10
• Rust 1.53.0

• VS Code 1.58.2 

 

项目工程

这里继续沿用上次工程rust-demo

Rust的流程控制

在大多数编程语言中，决定是否运行某些代码取决于条件是否为真，并决定在条件为真时重复运行一些代码。让编码者控制Rust代码执行流程的最常见构造是if表达式和循环。

条件语句

if表达式

if表达式允许编码者根据条件将代码分支。提供一个条件，然后状态，“如果满足此条件，请运行此代码块。如果条件未满足，请不要运行此代码块。”

在工程目录中创建一个名为分支的新项目，以探索if表达式。示例如下：

fn main() {
    let number = 3;

    // if表达式
    if number < 5 {       
        println!("condition was true");
    } else {
        println!("condition was false");
    }
}

所有if表达式都以关键字if开头，后面跟着一个条件。

另外，我们还可以包括一个其他表达式，我们选择在这里这样做，以便在条件计算为false时给程序一个可选的代码块来执行。如果不提供其他表达式，且条件为false，则程序将跳过if块，然后转到下一段代码。

我们运行上述代码。

cargo run

结果：

 如果修改代码：

​
fn main() {
    let number = 7;

    // if表达式
    if number < 5 {       
        println!("condition was true");
    } else {
        println!("condition was false");
    }
}

再运行

 if...else if表达式

也可以通过将if和else组合到一个else if表达式中，从而具有多个条件。

示例如下：

fn main() {
    let number = 6;

    // if表达式
    if number % 4 == 0 {
        println!("number is divisible by 4");
    } else if number % 3 == 0 {             // else if表达式
        println!("number is divisible by 3");
    } else if number % 2 == 0 {             // else if表达式
        println!("number is divisible by 2");
    } else {                                // else表达式
        println!("number is not divisible by 4, 3, or 2");
    }
}

运行结果：

 

在let语句中使用if

因为如果是表达式，我们可以在let语句的右侧使用它。示例如下：

fn main() {
    let condition = true;
    // if后面判断condition的值，如果为真，则number为5，否则为6
    let number = if condition { 5 } else { 6 };

    println!("The value of number is: {}", number);
}

运行结果：

如果将上述代码修改为：

fn main() {
    let condition = true;

    // 编译时这里会报错，不同数据类型做判断
    let number = if condition { 5 } else { "six" };

    println!("The value of number is: {}", number);
}

运行

 if代码块中的表达式计算为整数，其他块中的表达式计算为字符串。这不起作用，因为变量必须只有一个类型，Rust需要在编译时知道数字变量是什么类型，所以它可以在编译时验证它的类型是否有效，无论我们在哪里使用数字。如果只有在运行时才确定数字的类型，Rust就无法做到这一点；编译器将更加复杂，如果它必须跟踪任何变量的多个假设类型，那么对代码的保证就会更少。

循环

多次执行代码块通常是有用的。对于这个任务，Rust提供了几个循环。循环通过循环体内的代码一直运行到末尾，然后在开始时立即返回。

Rust有三种循环：loop，while，和for。

loop循环

loop关键字告诉Rust一次又一次地执行一段代码，或者直到您显式地告诉它停止。

示例：

fn main() {
    // 循环loop
    loop {
        println!("again!");
    }
}

 运行

当我们运行这个程序时，我们看到again！一遍又一遍地打印，直到我们手动停止程序。大多数终端支持键盘快捷键ctrl-c来中断处于连续循环中的程序。

符号^C表示按ctrl-c的位置。你可能会也可能不会再看到这个词！打印在^C之后，这取决于它接收中断信号时循环中代码的位置。 

幸运的是，Rust提供了另一种更可靠的方法来打破循环。您可以在循环中放置break关键字，以告诉程序何时停止执行循环。

break语句

loop的一个用途是重试您知道可能失败的操作，例如检查线程是否已完成其任务。但是，您可能需要将该操作的结果传递给您的其余代码。为此，您可以在停止循环的break表达式之后添加希望返回的值；该值将从循环中返回，以便您可以使用它。示例：

fn main() {
    let mut counter = 0;

    let result = loop {
        counter += 1;

        // break表达式，当counter值为10的时候，将counter乘2的值赋值给result，退出循环
        if counter == 10 {
            break counter * 2;
        }
    };

    println!("The result is {}", result);
}

 运行

 条件循环while

对于程序来说，评估循环中的条件通常是有用的。条件为真时，循环运行。当情况不再真实时，程序调用break，停止循环。这个循环类型可以使用组合来实现loop，if，else和break。

然而，这种模式非常常见，以至于Rust有一个内置的语言构造，称为while循环。示例：

fn main() {
    let mut number = 3;

    // while循环
    while number != 0 {
        println!("{}!", number);

        number -= 1;
    }

    println!("LIFTOFF!!!");
}

这个构造消除了很多嵌套，如果您使用loop，if、else和break，那么嵌套就更清楚了。当条件保持为真时，代码就会运行；否则，它退出循环。

下面我们看while循环的另一个示例。

fn main() {
    // 定义数组
    let a = [10, 20, 30, 40, 50];
    // 数组下标
    let mut index = 0;

    // while循环
    while index < 5 {
        // 打印数组中的元素值
        println!("the value is: {}", a[index]);

        index += 1;
    }
}

运行结果

 但是这种方法容易出错；如果索引长度不正确，我们可能会引起程序的恐慌。这也很慢，因为编译器添加了运行时代码，以便在循环中对每个迭代中的每个元素执行条件检查。

for循环

作为一种更简洁的选择，可以使用for循环并对集合中的每个项执行一些代码。

可以将上述代码修改为：

fn main() {
    let a = [10, 20, 30, 40, 50];

    // for循环
    for element in a.iter() {
        println!("the value is: {}", element);
    }
}

运行结果

 运行结果和while循环的代码结果一致。更重要的是，我们现在已经提高了代码的安全性，并且消除了错误的可能性，这些错误可能是因为超出数组的末尾而导致的，或者是不够远的，并且丢失了一些项。

for循环的安全性和简洁性使其成为Rust中最常用的循环结构。Rust中，个人推荐使用for循环。这样做的方法是使用一个range，它是由标准库提供的一种类型，它按顺序从一个数字开始生成所有数字，在另一个数字之前结束。

for循环的另一个示例：

fn main() {
    // 反序输出1到4中的元素：3，2，1
    for number in (1..4).rev() {
        println!("{}!", number);
    }
    println!("LIFTOFF!!!");
}

运行结果

 本章重点

• 条件判断：if，if...else，if...else if...else
• 循环：loop，while，for