TheSwiftProgrammingLanguage-官方教程精译Swift（6）控制流--ControlFlow

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Swift提供了类似C语言的流程控制结构，包括可以多次执行任务的for和while循环，基于特定条件选择执行不同代码分支的if和switch语句，还有控制流程跳转到其他代码的break和continue语句。

除了C里面传统的 for 条件递增循环，Swift 还增加了 for-in 循环，用来更简单地遍历数组(array)，字典(dictionary)，范围（range），字符串（string）和其他序列类型。

Swift 的 switch 语句比 C 语言中更加强大。在 C 语言中，如果某个 case 不小心漏写了 break，这个 case 就会“掉入”下一个 case，Swift 无需写 break，所以不会发生这种“掉入”的情况。Case 还可以匹配更多的类型模式，包括范围（range）匹配，元组（tuple）和特定类型的描述。switch case 语句中匹配的值可以是由 case 体内部临时的常量或者变量决定，也可以由 where 分句描述更复杂的匹配条件。

For 循环

for 循环用来按照指定的次数多次执行一系列语句。Swift 提供两种 for 循环形式：

for-in 用来遍历一个范围(range)，队列(sequence)，集合(collection)，系列(progression)里面所有的元素执行一系列语句。

for 条件递增语句(for-condition-increment)，用来重复执行一系列语句直到特定条件达成，一般通过在每次循环完成后增加计数器的值来实现。

For-In

你可以使用 for-in 循环来遍历一个集合里面的所有元素，例如由数字表示的范围、数组中的元素、字符串中的字符。

下面的例子用来输出乘5乘法表前面一部分内容：

1 for index in 1...5 { 
2     println("\(index) times 5 is \(index * 5)") 
3 } 
4 // 1 times 5 is 5 
5 // 2 times 5 is 10 
6 // 3 times 5 is 15 
7 // 4 times 5 is 20 
8 // 5 times 5 is 25

例子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的闭区间数字。index 被赋值为闭区间范围中的第一个数字（1），然后循环中的语句被执行一次。在本例中，这个循环只包含一个语句，用来输出当前 index 值所对应的乘5乘法表结果。该语句执行后，index 的值被更新为闭区间范围中的第二个数字（2），之后 println 方法会再执行一次。整个过程会进行到闭区间范围结尾为止。

上面的例子中，index 是一个每次循环遍历开始时被自动赋值的常量。这种情况下，index 在使用前不需要声明，只需要将它包含在循环的声明中，就可以对其进行隐式声明，而无需使用 let 关键字声明。

注意：index 常量只存在于循环的生命周期里。如果你想在循环完成后访问 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。

如果你不需要知道范围内每一项的值，你可以使用下划线（_）替代变量名来忽略对值的访问：

1 let base = 3 
2 let power = 10 
3 var answer = 1 
4 for _ in 1...power { 
5     answer *= base 
6 } 
7 println("\(base) to the power of \(power) is \(answer)") 
8 // prints "3 to the power of 10 is 59049

这个例子计算 base 这个数的 power 次幂（本例中，是 3 的 10 次幂），从 1 （3 的 0 次幂）开始做 3 的乘法，进行 10 次，使用 0 到 9 的半闭区间循环。这个计算并不需要知道每一次循环中计数器具体的值，只需要执行了正确的循环次数即可。下划线符号 _ （替代循环中的变量）能够忽略具体的值，并且不提供循环遍历时对值的访问。

使用 for-in 遍历一个数组所有元素：

1 let names = ["Anna", "Alex", "Brian", "Jack"] 
2 for name in names { 
3     println("Hello, \(name)!") 
4 } 
5 // Hello, Anna! 
6 // Hello, Alex! 
7 // Hello, Brian! 
8 // Hello, Jack!

你也可以通过遍历一个字典来访问它的键值对(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，你可以在 for-in 循环中使用显式的常量名称来解读（key, value）元组。下面的例子中，字典的键(key)解读为常量 animalName ，字典的值会被解读为常量 legCount ：

1 let numberOfLegs = ["spider": 8, "ant": 6, "cat": 4] 
2 for (animalName, legCount) in numberOfLegs { 
3     println("\(animalName)s have \(legCount) legs") 
4 } 
5 // spiders have 8 legs 
6 // ants have 6 legs 
7 // 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。更多数组和字典相关内容，查看集合类型章节。

除了数组和字典，你也可以使用 for-in 循环来遍历字符串中的字符：

1 for character in "Hello" { 
2     println(character) 
3 } 
4 // H 
5 // e 
6 // l 
7 // l 
8 // o

For条件递增（for-condition-increment）

除了 for-in 循环，Swift 提供使用条件判断和递增方法的标准C样式 for 循环:

1 for var index = 0; index < 3; ++index { 
2     println("index is \(index)") 
3 } 
4 // index is 0 
5 // index is 1 
6 // index is 2

下面是一般情况下这种循环方式的格式：

1 for initialization; condition; increment { 
2     statements 
3 }

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 不需要使用圆括号将“initialization; condition; increment”包括起来。

这个循环执行流程如下：

1、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所有常量和变量。

2、条件表达式（condition expression）被调用，如果表达式调用结果为 false，循环结束，继续执行 for 循环关闭大括号(})之后的代码。如果表达式调用结果为 true，则会执行大括号内部的代码（statements）。

3、执行所有语句（statements）之后，执行递增表达式（increment expression）。通常会增加或减少计数器的值，或者根据语句（statements）输出来修改某一个初始化的变量。当递增表达式运行完成后，重复执行第2步，条件表达式会再次执行。

上述描述和循环格式等同于：

1 initialization 
2 while condition { 
3     statements 
4     increment 
5 }

在初始化表达式中声明的常量和变量(比如 var index = 0)只在 for 循环的生命周期里有效。如果想在循环结束后访问 index 的值，你必须要在循环生命周期开始前声明 index。

1 var index: Int 
2 for index = 0; index < 3; ++index { 
3     println("index is \(index)") 
4 } 
5 // index is 0 
6 // index is 1 
7 // index is 2 
8 println("The loop statements were executed \(index) times") 
9 // prints "The loop statements were executed 3 times

注意：index 在循环结束后最终的值是 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 循环运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，每次在循环开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开始。如果条件为 true，会重复运行一系列语句，直到条件变为false。

下面是一般情况下 while 循环格式：

1 while condition { 
2     statements 
3 }

下面的例子来玩一个叫做蛇和梯@@子的小游戏（也叫做滑道和梯@@子）:

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 0 到 25，一共 26 个）：

1 let finalSquare = 25 
2 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，是你可以向上移动，蛇头处的方块是一个负值，会让你向下移动：

1 board[03] = +08; board[06] = +11; board[09] = +09; board[10] = +02 
2 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，只是为了让代码看起来更加整洁）。

玩家由左下角编号为 0 的方格开始游戏。一般来说玩家第一次掷骰子后才会进入游戏盘面：

 1 var square = 0 
 2 var diceRoll = 0 
 3 while square < finalSquare { 
 4     // roll the dice 
 5     if ++diceRoll == 7 { diceRoll = 1 } 
 6     // move by the rolled amount 
 7     square += diceRoll 
 8     if square < board.count { 
 9         // if we're still on the board, move up or down for a snake or a ladder 
10         square += board[square] 
11     } 
12 } 
13 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 的值使用前置自增操作符(++i)来自增 1 ，然后检测是否超出了最大值。++diceRoll 调用完成后，返回值等于 diceRoll 自增后的值。任何时候如果 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，如果玩家移动超过了第 25 个方格，这个时候游戏结束，相应的，代码会在 square 增加 board[square] 的值向前或向后移动（遇到了梯@@子或者蛇）之前，检测 square 的值是否小于 board 的 count 属性。

如果没有这个检测（square < board.count），board[square] 可能会越界访问 board 数组，导致错误。例如如果 square 等于 26，代码会去尝试访问 board[26]，超过数组的长度。

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，我们并不知道游戏的长度或者循环的次数，只有在达成指定条件时循环才会结束。

Do-While

while 循环的另外一种形式是 do-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。

下面是一般情况下 do-while 循环的格式：

1 do { 
2     statements 
3 } 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：

1 let finalSquare = 25 
2 var board = Int[](count: finalSquare + 1, repeatedValue: 0) 
3 board[03] = +08; board[06] = +11; board[09] = +09; board[10] = +02 
4 board[14] = -10; board[19] = -11; board[22] = -02; board[24] = -08 
5 var square = 0 
6 var diceRoll = 0

do-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：

1 do { 
2     // move up or down for a snake or ladder 
3     square += board[square] 
4     // roll the dice 
5     if ++diceRoll == 7 { diceRoll = 1 } 
6     // move by the rolled amount 
7     square += diceRoll 
8 } while square < finalSquare 
9 println("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，do-while 表现得比 while 循环更好。 do-while 方式会在条件判断 square 没有超出后直接运行 square += board[square] ，这种方式可以去掉 while 版本中的数组越界判断。

条件语句

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

Swift 提供两种类型的条件语句：if语句和switch语句。通常，当条件较为简单且可能的情况很少时，使用if语句。而switch语句更适用于复杂的条件、可能的情况很多且需要用到模式匹配(pattern-matching)的情境。

if语句最简单的形式就是只包含一个条件，当且仅当该条件为真时，才执行相关代码：

1 var temperatureInFahrenheit = 30 
2 if temperatureInFahrenheit <= 32 { 
3     println("It's very cold. Consider wearing a scarf.") 
4 } 
5 // prints "It's very cold. Consider wearing a scarf."

上面的例子会判断温度是否小于等于32华氏度（水的冰点）。如果是，则打印一条消息；否则，不打印任何消息，继续执行if块后面的代码。

当然，if语句允许二选一，也就是当条件为假时，执行else语句：

1 temperatureInFahrenheit = 40 
2 if temperatureInFahrenheit <= 32 { 
3     println("It's very cold. Consider wearing a scarf.") 
4 } else { 
5     println("It's not that cold. Wear a t-shirt.") 
6 } 
7 // prints "It's not that cold. Wear a t-shirt."

显然，这两条分支中总有一条会被执行。由于温度已升至40华氏度，不算太冷，没必要再围围巾——因此，else分支就被触发了。

你可以把多个if语句链接在一起，像下面这样：

1 temperatureInFahrenheit = 90 
2 if temperatureInFahrenheit <= 32 { 
3     println("It's very cold. Consider wearing a scarf.") 
4 } else if temperatureInFahrenheit >= 86 { 
5     println("It's really warm. Don't forget to wear sunscreen.") 
6 } else { 
7     println("It's not that cold. Wear a t-shirt.") 
8 } 
9 // prints "It's really warm. Don't forget to wear sunscreen."

在上面的例子中，额外的if语句用于判断是不是特别热。而最后的else语句被保留了下来，用于打印既不冷也不热时的消息。

实际上，最后的else语句是可选的：

1 temperatureInFahrenheit = 72 
2 if temperatureInFahrenheit <= 32 { 
3     println("It's very cold. Consider wearing a scarf.") 
4 } else if temperatureInFahrenheit >= 86 { 
5     println("It's really warm. Don't forget to wear sunscreen.") 
6 }

在这个例子中，由于既不冷也不热，所以不会触发if或else if分支，也就不会打印任何消息。

Switch

switch语句会尝试把某个值与若干个模式(pattern)进行匹配。根据第一个匹配成功的模式，switch语句会执行对应的代码。当有可能的情况较多时，通常用switch语句替换if语句。

switch语句最简单的形式就是把某个值与一个或若干个相同类型的值作比较：

1 switch `some value to consider` { 
2 case `value 1`: 
3     `respond to value 1` 
4 case `value 2`, 
5 `value 3`: 
6     `respond to value 2 or 3` 
7 default: 
8     `otherwise, do something else` 
9 }

switch语句都由多个case构成。为了匹配某些更特定的值，Swift 提供了几种更复杂的匹配模式，这些模式将在本节的稍后部分提到。

每一个case都是代码执行的一条分支，这与if语句类似。与之不同的是，switch语句会决定哪一条分支应该被执行。

switch语句必须是完备的。这就是说，每一个可能的值都必须至少有一个case块与之对应。在某些不可能涵盖所有值的情况下，你可以使用默认(default)块满足该要求，这个默认块必须在switch语句的最后面。

下面的例子使用switch语句来匹配一个名为someCharacter的小写字符：

 1 let someCharacter: Character = "e" 
 2 switch someCharacter { 
 3 case "a", "e", "i", "o", "u": 
 4     println("\(someCharacter) is a vowel") 
 5 case "b", "c", "d", "f", "g", "h", "j", "k", "l", "m", 
 6 "n", "p", "q", "r", "s", "t", "v", "w", "x", "y", "z": 
 7     println("\(someCharacter) is a consonant") 
 8 default: 
 9     println("\(someCharacter) is not a vowel or a consonant") 
10 } 
11 // prints "e is a vowel"

在这个例子中，第一个case块用于匹配五个元音，第二个case块用于匹配所有的辅音。

由于为其它可能的字符写case快没有实际的意义，因此在这个例子中使用了默认块来处理剩下的既不是元音也不是辅音的字符——这就保证了switch语句的完备性。

不存在隐式的贯穿(Fallthrough)

与C语言和Objective-C中的switch语句不同，在 Swift 中，当匹配的case块中的代码执行完毕后，程序会终止switch语句，而不会继续执行下一个case块。这也就是说，不需要在case块中显式地使用break语句。这使得switch语句更安全、更易用，也避免了因忘记写break语句而产生的错误。

注意：你依然可以在case块中的代码执行完毕前跳出，详情请参考Switch 语句中的 Break待添加链接

每一个case块都必须包含至少一条语句。像下面这样书写代码是无效的，因为第一个case块是空的：

1 let anotherCharacter: Character = "a" 
2 switch anotherCharacter { 
3 case "a": 
4 case "A": 
5     println("The letter A") 
6 default: 
7     println("Not the letter A") 
8 } 
9 // this will report a compile-time error

不像C语言里的switch语句，在 Swift 中，switch语句不会同时匹配"a"和"A"。相反的，上面的代码会引起编译期错误：case "a": does not contain any executable statements——这就避免了意外地从一个case块贯穿到另外一个，使得代码更安全、也更直观。

一个case也可以包含多个模式，用逗号把它们分开（如果太长了也可以分行写）：

1 switch `some value to consider` { 
2 case `value 1`, 
3 `value 2`: 
4     `statements` 
5 }

注意：如果想要贯穿特定的case块中，请使用fallthrough语句，详情请参考贯穿 (Fallthrough)待添加链接

范围匹配

case块的模式也可以是一个值的范围。下面的例子展示了如何使用范围匹配来输出任意数字对应的自然语言格式：

 1 let count = 3_000_000_000_000 
 2 let countedThings = "stars in the Milky Way" 
 3 var naturalCount: String 
 4 switch count { 
 5 case 0: 
 6     naturalCount = "no" 
 7 case 1...3: 
 8     naturalCount = "a few" 
 9 case 4...9: 
10     naturalCount = "several" 
11 case 10...99: 
12     naturalCount = "tens of" 
13 case 100...999: 
14     naturalCount = "hundreds of" 
15 case 1000...999_999: 
16     naturalCount = "thousands of" 
17 default: 
18     naturalCount = "millions and millions of" 
19 } 
20 println("There are \(naturalCount) \(countedThings).") 
21 // prints "There are millions and millions of stars in the Milky Way."

元组 (Tuple)

你可以使用元组在同一个switch语句中测试多个值。元组中的元素可以是值，也可以是范围。另外，使用下划线(_)来匹配所有可能的值。

下面的例子展示了如何使用一个(Int, Int)类型的元组来分类下图中的点(x, y)：

 1 let somePoint = (1, 1) 
 2 switch somePoint { 
 3 case (0, 0): 
 4     println("(0, 0) is at the origin") 
 5 case (_, 0): 
 6     println("(\(somePoint.0), 0) is on the x-axis") 
 7 case (0, _): 
 8     println("(0, \(somePoint.1)) is on the y-axis") 
 9 case (-2...2, -2...2): 
10     println("(\(somePoint.0), \(somePoint.1)) is inside the box") 
11 default: 
12     println("(\(somePoint.0), \(somePoint.1)) is outside of the box") 
13 } 
14 // prints "(1, 1) is inside the box"

在上面的例子中，switch语句会判断某个点是否是原点(0, 0)，是否在红色的x轴上，是否在黄色y轴上，是否在一个以原点为中心的4x4的矩形里，或者在这个矩形外面。

不像C语言，Swift 允许多个case匹配同一个值。实际上，在这个例子中，点(0, 0)可以匹配所有四个case。但是，如果存在多个匹配，那么只会执行第一个被匹配到的case块。考虑点(0, 0)会首先匹配case (0, 0)，因此剩下的能够匹配(0, 0)的case块都会被忽视掉。

值绑定 (Value Bindings)

case块的模式允许将匹配的值绑定到一个临时的常量或变量，这些常量或变量在该case块里就可以被引用了——这种行为被称为值绑定。

下面的例子展示了如何在一个(Int, Int)类型的元组中使用值绑定来分类下图中的点(x, y)：

 1 let anotherPoint = (2, 0) 
 2 switch anotherPoint { 
 3 case (let x, 0): 
 4     println("on the x-axis with an x value of \(x)") 
 5 case (0, let y): 
 6     println("on the y-axis with a y value of \(y)") 
 7 case let (x, y): 
 8     println("somewhere else at (\(x), \(y))") 
 9 } 
10 // prints "on the x-axis with an x value of 2"

在上面的例子中，switch语句会判断某个点是否在红色的x轴上，是否在黄色y轴上，或者不在坐标轴上。

这三个case都声明了常量x和y的占位符，用于临时获取元组anotherPoint的一个或两个值。第一个case——case (let x, 0)将匹配一个纵坐标为0的点，并把这个点的横坐标赋给临时的常量x。类似的，第二个case——case (0, let y)将匹配一个横坐标为0的点，并把这个点的纵坐标赋给临时的常量y。

一旦声明了这些临时的常量，它们就可以在其对应的case块里引用。在这个例子中，它们用于简化println的书写。

请注意，这