循环结构

本章导读

第 8 章让程序学会"看情况办事"，本章让它学会"重复办事"。xlang 的循环家族只有三名成员：while（先判断后执行）、do...while（先执行后判断）、for-in（遍历一个序列）。没有 C 风格的三段式 for (i=0; i<n; i++)——它的生态位被 for i in range(n) 完全接管。

与第 8 章的 if 一样，循环体也用 end 显式收尾；循环条件同样必须是 bool。学完本章，配合容器遍历和 break/continue，你就能写出绝大多数日常循环逻辑。

9.1 while 循环

最通用的循环：条件成立就重复执行循环体，每轮开始前重新检查条件。

int i = 0
while i < 5
    print(string(i) + " ")
    i += 1
end
println("")

注意形态：while 后面直接跟条件，没有 do、没有 then，换行即进入循环体，end 收尾。习惯 Basic 系语法的读者容易顺手写 while cond do——那是语法错误（见坑 1）。

条件必须是 bool（与 if 相同的纪律），且每轮循环开始前求值一次：条件一开始就不成立，循环体一次都不执行。想让循环"先跑一轮再说"，用 9.2 节的 do...while。

循环三要素在 while 里全部手工管理：初始化（int i = 0 在循环外）、条件（i < 5）、推进（i += 1 在循环体内）。忘了推进就是死循环——while 的自由度与风险并存。

9.2 do...while 循环

先执行循环体，再检查条件，条件成立就继续——循环体至少执行一次：

int n = 0
do
    n += 10
    println(string(n))
while n < 25 end
println("done")

形态要点：do 开头直接换行写循环体；结尾是 while 条件 end，且尾部的 end 必须与条件在同一逻辑行——把 end 单独放到下一行是语法错误（见坑 2）。这是 do...while 最容易踩的形态坑，没有之一。

选型建议：输入校验重试、"先做一次再决定要不要继续"的场景用 do...while；其余默认用 while。上例若改成 while，初始 n=0 时条件已成立，行为相同；但若初始值使条件不成立，while 一轮不跑、do...while 仍会跑一轮——差别就在这一轮。

9.3 for-in 与 range

xlang 的 for 只有一个形态：for 变量 in 序列 ... end。计数循环用内建 range 生成整数序列：

for i in range(5)            // 形态一：range(stop) → 0..4
    print(string(i) + " ")
end
println("")
for i in range(2, 8)         // 形态二：range(start, stop) → 2..7
    print(string(i) + " ")
end
println("")
for i in range(0, 11, 3)     // 形态三：range(start, stop, step) → 0 3 6 9
    print(string(i) + " ")
end
println("")
for i in range(10, 0, -2)    // 负步长倒数：10 8 6 4 2
    print(string(i) + " ")
end
println("")

四条铁律：

• stop 永远不包含——range(2, 8) 到 7 为止，与 Python 一致；
• 步长为负时从 start 倒数到 stop 之上（不含 stop）；
• step 不能为 0，编译期直接报 [sem] range step 不能是 0（见坑 3）；
• 三个参数都可以是变量表达式：range(start, stop) 中的 start/stop 用变量完全合法。

循环变量 i 无需预先声明、不能写类型标注（for int i in ... 是语法错误），它的作用域就是循环体。在循环体内给 i 赋值是允许的，但不会影响迭代——下一轮 i 仍按序列取下一个值（原理见拾遗 2）。

没有三段式 for 会不会不方便？恰恰相反：计数场景被 range 覆盖，遍历场景被 for-in 覆盖，while 兜底一切非常规循环——三件套各司其职，反而不用在 for 括号里塞三个表达式。

9.4 遍历容器

for-in 遍历的不只是 range——数组、字符串、字典都可以直接迭代，还都有"双变量"形态取出位置信息：

auto a = [10, 20, 30]
for x in a                      // 数组：单变量拿元素
    println(x)
end
for i, x in a                   // 数组：双变量拿索引 + 元素
    println(string(i) + ": " + string(x))
end

for c in "abc"                  // 字符串：逐字符
    println(string(c))
end
for i, c in "ab"                // 字符串：索引 + 字符
    println(string(i) + ":" + string(c))
end

var d = {"a": 1, "b": 2}
for k in d                      // 字典：单变量拿键
    println(string(k))
end
for k, v in d                   // 字典：双变量拿键 + 值
    println(string(k) + "=" + string(v))
end

记忆口诀：数组给元素、字符串给字符、字典给键；加一个变量，数组多索引、字符串多位置、字典多值。遍历字典拿到的键值对顺序按插入序（上例 a 先于 b）。

一个必须知道的限制：for-in 的序列位置不能直接写字面量数组——for x in [10, 20, 30] 能编译，但实测拿到的是无意义的指针值而不是元素（见坑 4，RC0 实现缺陷）。先把数组绑定到变量再遍历，万事大吉。

静态泛型数组 array<int> 的遍历与动态数组一致（单变量拿元素、双变量拿索引），第 16 章容器专题再展开。

9.5 break 与 continue

两个循环控制语句：break 立即退出整个循环，continue 跳过本轮剩余部分、直接进入下一轮：

for i in range(1, 6)
    if i == 3 then
        continue          // 跳过 3
    end
    if i == 5 then
        break             // 到 5 就整体退出
    end
    print(string(i) + " ")
end
println("done")

三条纪律：

• break/continue 必须位于循环体内，否则编译期报 [sem] break/continue 必须位于循环体内——放在 if 里但 if 在循环内是合法的；
• 作用于最内层循环，xlang 没有带标签的 break（见 9.6 与拾遗 3）；
• while、do...while、for-in 三种循环里行为一致。

while true 加内部 break 是"条件不好一句话说清"时的合法写法：

int n = 0
while true
    n += 1
    if n >= 3 then
        break
    end
end
println(string(n))    // 3

注意这等价于 do...while 的"先执行后判断"——能用 do...while 说清的场景优先用它，while true + break 留给退出条件在循环体中段的情形。

9.6 嵌套循环

循环里套循环，经典如九九乘法表：

for i in range(1, 4)
    for j in range(1, 4)
        print(string(i) + "x" + string(j) + "=" + string(i * j) + "  ")
    end
    println("")
end

关键语义：内层循环每轮完整跑完，外层才推进一步。break/continue 只作用于直接包裹它的那一层——内层 break 跳出内层，外层继续。

想从双层循环里一次性跳出？xlang 没有 labeled break（break outer 是语法错误），惯用解法有两个：设标志位让外层检查后自行 break；或把内层封装成函数、用 return 一次退到底（第 11 章）。拾遗 3 对此有展开。

9.7 in 成员判断

in 在 for 里是遍历关键字，在表达式里则是成员判断运算符，返回 bool，正好接进第 8 章的 if 条件：

println(3 in range(1, 10))     // true：range 按区间语义判断
println(30 in range(1, 10))    // false
println("b" in "abc")         // true：子串包含
println(2 in [1, 2, 3])        // true：数组元素包含
var d = {"k": 1}
println("k" in d)             // true：字典按键判断

注意两个分工：in range(...) 判断的是区间归属（按起止和步长语义，不需要真的展开序列）；in dict 判断的是键是否存在，与值无关。这与 for-in 遍历字典给键的规则一脉相承——字典的世界里，键是第一公民。

var config = {"host": "localhost", "port": 8080}
if "host" in config then
    println("host = " + (config["host"] as string))
end

"先 in 查键、再索引取值"是处理字典的安全套路，与第 8 章"先 is 后 as"异曲同工。

深入细节

⚠️ 常见错误

以下报错全部来自真实编译器输出（文件路径已缩短）。

本章小结

复习题

编程练习