6.2. While 循环

while 循环会一直运行一段语句直到条件变成 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;
  • repeat-while 循环,每次在循环结束时计算条件是否符合。

While

while 循环从计算一个条件开始。如果条件为 true,会重复运行一段语句,直到条件变为 false

下面是 while 循环的一般格式:

while condition {
    statements
}

下面的例子来玩一个叫做蛇和梯子(也叫做滑道和梯子)的小游戏:

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,你通过掷一个六面体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 025,一共 26 个):

let finalSquare = 25
var board = [Int](repeating: 0, count: finalSquare + 1)

一些方格被设置成特定的值来表示有蛇或者梯子。梯子底部的方格是一个正值,使你可以向上移动,蛇头处的方格是一个负值,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 号方格是梯子的底部,会让你向上移动到 11 号方格,我们使用 board[03] 等于 +08(来表示 113 之间的差值)。为了对齐语句,这里使用了一元正运算符(+i)和一元负运算符(-i),并且小于 10 的数字都使用 0 补齐(这些语法的技巧不是必要的,只是为了让代码看起来更加整洁)。

玩家由左下角空白处编号为 0 的方格开始游戏。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
    diceRoll += 1
    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]
    }
}
print("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 的值增加 1 ,然后检测是否超出了最大值。当 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 12345612 等。

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,这个时候游戏将会结束,为了应对这种情况,代码会首先判断 square 的值是否小于 boardcount 属性,只有小于才会在 board[square] 上增加 square,来向前或向后移动(遇到了梯子或者蛇)。

注意:如果没有这个检测(square < board.count),board[square] 可能会越界访问 board 数组,导致运行时错误。

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,我们并不知道游戏要跑多久,只有在达成指定条件时循环才会结束。

Repeat-While

while 循环的另外一种形式是 repeat-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

注意:Swift 语言的 repeat-while 循环和其他语言中的 do-while 循环是类似的。

下面是 repeat-while 循环的一般格式:

repeat {
    statements
} while condition

还是蛇和梯子的游戏,使用 repeat-while 循环来替代 while 循环。finalSquareboardsquarediceRoll 的值初始化同 while 循环时一样:

let finalSquare = 25
var board = [Int](repeating: 0, count: finalSquare + 1)
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

repeat-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:

repeat {
    // 顺着梯子爬上去或者顺着蛇滑下去
    square += board[square]
    // 掷骰子
    diceRoll += 1
    if diceRoll == 7 { diceRoll = 1 }
    // 根据点数移动
    square += diceRoll
} while square < finalSquare
print("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,repeat-while 表现得比 while 循环更好。repeat-while 方式会在条件判断 square 没有超出后直接运行 square += board[square],这种方式可以比起前面 while 循环的版本,可以省去数组越界的检查。

下一节:根据特定的条件执行特定的代码通常是十分有用的。当错误发生时,你可能想运行额外的代码;或者,当值太大或太小时,向用户显示一条消息。要实现这些功能,你就需要使用条件语句。