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rust语言流程控制

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2023-03-07 09:06:08 时间

流程控制

rust代码是从上至下顺序执行的，在这个过程中，可以通过循环，分支等流程控制方式来实现相应的逻辑。

if-else

rust的if-else和其它语言中的类似，但是if-else在rust中是一个表达式，并且所有分支必须返回相同的类型。下面通过例子来具体看看。

fn main() {
    let a = 1;
    let b = 2;

    if a > b {
        println!("{}", "a>b");
    }else {
        println!("{}", "a<=b");
    }

    let c = if a > b {
        println!("{}", "a>b");
        a
    }else {
        println!("{}", "a<=b");
        b
    };          // 当if-else表达式的值被let语句使用的时候，需要在最后加上分号，并且保证a，b返回的值是同类型。

    println!("{}", c);  // c的值是由if表达式执行到的分支所确定的，因此c的值是2
}

rust的条件表达式不需要使用括号包括起来。除此之外rust的if表达式还有一个if let，由于if let本质上是和match一样的模式匹配，不在此处描述。

使用else if处理多重条件

和其它语言类似，rust的if-else语句可以有大量的分支用来处理多重条件。例如：

fn main() {
    let n = 6;

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

程序执行时，会按照自上至下的顺序执行每一个分支判断，一旦成功，则跳出 if 语句块，最终本程序会匹配执行 else if n % 3 == 0 的分支，输出 “number is divisible by 3”。有一点要注意，就算有多个分支能匹配，也只有第一个匹配的分支会被执行！(例如这段代码中的number is divisible by 2虽然匹配成功，但是不会被执行。)

for循环

rust的for循环和python，javascript的for循环看起来很像，语义如下：

for 元素 in 集合 {
  // 使用元素
}

注意，使用 for 时我们往往使用集合的引用形式，这能避免集合的所有权转移。（除非你之后不再使用该集合），如果是实现了Copy trait的数组，那么不会导致所有权的转移。如果想在循环中，修改该元素，可以使用mut关键字。例如：

for num in &mut nums  {     // 可变引用，修改元素的值
    *num += 3;              // 注意这里需要手动解引用，
}
println!("{:?}", nums);

获取元素索引

在循环中获取元素的索引，可以使用下面的方式。

for (i, v) in nums.iter().enumerate() {
    println!("第{}个元素是{}", i, v);
}

下表是可变引用，不可变引用，转移所有权的等价使用方式。

使用方法

等价使用方式

所有权

for item in collection

for item in IntoIterator::into_iter(collection)

转移所有权

for item in &collection

for item in collection.iter()

不可变借用

for item in &mut collection

for item in collection.iter_mut()

可变借用

for循环能够对迭代器进行循环迭代。（正如上面表格中的等价形式一样，for是对迭代器进行的。）

控制循环执行次数

下面是一个使用for循环控制循环体执行10次的例子。

for i in 0..10 {
    println!("{}", i);
}

如果你不需要使用i，那么可以使用_来代替。在 Rust 中 _ 的含义是忽略该值或者类型的意思，如果不使用 _，那么编译器会给你一个 变量未使用的 的警告。例如:

for _ in 0..=10 {
    println!("Hello rust!");
}

continue

和其它编程语言一样，continue都是跳过本次循环，开始下次循环。例如：

for i in 0..=10{
    if i % 2 == 0 {
        continue;
    }
    println!("{}", i);
}

程序执行结果如下所示：

1
3
5
7
9

break

和其它编程语言一样，break可以跳出整个循环，使当前循环结束。例如：

for i in 1..9 {
    if i == 5 {
        break;
    }
    println!("{}", i);
}

程序执行结果如下所示：

1
2
3
4

while循环

while循环相比for循环，可能没有那么常用。当循环条件为 true 时，继续循环，条件为 false，跳出循环。例如：

let mut count = 0;
while count < 3 {
    println!("{}", count);
    count += 1;
}

loop循环

rust提供了loop循环，它是一个简单的无限循环。因此在使用loop循环的时候要格外小心，如果你忘记配合break来使用，那程序可能就在循环里永远出不来了。另外一点是loop循环是一个表达式，而for和while循环不是。例如：

let result = loop {
    count += 1;
    if count == 10 {
        break count * 2;
    }
};
println!("{}", result);

这段代码中，通过break带回了返回值。打印出20

循环标签

和大多数语言一样，再存在多层循环嵌套的情况下，break 和 continue 应用于此时最内层的循环。rust提供了标签结合continue，break来使用，使这些标签应用于已标记的循环而不是内层的循环。例如:

fn main() {
    let mut count = 0;
    'outer: loop {
        'inner1: loop {
            if count >= 20 {
                // 这只会跳出 inner1 循环
                break 'inner1; // 这里使用 `break` 也是一样的
            }
            count += 2;
        }

        count += 5;

        'inner2: loop {
            if count >= 30 {
                break 'outer;
            }

            continue 'outer;
        }
    }

    assert!(count == 30)
}

这段代码需要仔细看，不能大意。因为有的break和continue是跳到某一个标签，而不是最内层的循环。循环标签使得循环更加强大，但是带来的后果是使得代码的逻辑变得更加复杂难懂。非必要不使用循环标签。

参考资料

  1. rust程序设计语言
  2. rust语言圣经

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