【Rust自学】3.6. 控制流:循环

3.6.0. 写在正文之前

欢迎来到Rust自学的第三章,一共有6个小节,分别是:

  • 变量与可变性
  • 数据类型:标量类型
  • 数据类型:复合类型
  • 函数和注释
  • 控制流:if else
  • 控制流:循环(本文)

通过第二章的小游戏(没看的初学者强烈建议看一下),相信你已经学会了基本的Rust语法,而在第三章我们将更深一层,了解Rust中的通用的编程概念。

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3.6.1. Rust的循环

Rust一共提供了三种循环:

  • loop
  • while
  • for

3.6.2. loop循环

loop关键字告诉Rust要反复执行一段代码,除非喊停。以下是一个例子,它会不断打印6657 up up!

fn main(){loop {println!("6657 up up!");}
}

可以在loop循环中使用break关键字来告诉程序何时停止

fn main(){let mut counter = 0;let result = loop {counter += 1;if counter == 10 {break counter * 2;}};println!("The result is:{}", result);
}

代码逻辑描述:

  • counter 初始化为 0,在每次循环中递增 1。
  • 当 counter 等于 10 时,break 退出循环,同时返回 counter * 2(即 20)。
  • loop 是一个表达式,其返回值是 break 的返回值,因此可以直接赋值给 result。
  • result 最终打印出 20。

代码特点:

  • Rust 的 loop 是表达式,可以直接绑定结果到变量。
  • break 可以携带返回值(这里是 counter * 2),并作为 loop 的结果。
  • let 语句要求赋值表达式后需要加分号(;),因此 loop 的结束大括号 } 后需加分号。

3.6.3. while条件循环

while循环在每次执行循环体之前都要判断一次条件

fn main() {let mut countdown = 10; // 倒计时从10开始println!("Rocket Launch Countdown:");while countdown > 0 {println!("T-minus {}...", countdown);countdown -= 1; // 每次减少1}println!("🚀 Liftoff!");println!("Huston, we have a problem.");
}

这是一个简单的while循环示例代码,其运行结果是:

Rocket Launch Countdown:
T-minus 10...
T-minus 9...
T-minus 8...
T-minus 7...
T-minus 6...
T-minus 5...
T-minus 4...
T-minus 3...
T-minus 2...
T-minus 1...
🚀 Liftoff!
Huston, we have a problem

3.6.4. 使用for循环遍历集合

当然也可以使用whileloop来遍历集合,但是易错且低效
这是个使用while的例子:

fn main() {let numbers = [10, 20, 30, 40, 50];let mut index = 0;println!("Using while loop:");while index < 5 {println!("Number at index {}: {}", index, numbers[index]);index += 1;}
}

使用while时极有可能造成索引越界触发panic!,而且运行速度较慢,因为每次都要检查index < 5这个条件。

这是个使用for的例子(实现同样的效果):

fn main() {let numbers = [10, 20, 30, 40, 50];println!("Using for loop:");for (index, number) in numbers.iter().enumerate() {println!("Number at index {}: {}", index, number);}
}

1. numbers.iter()

  • 调用集合 numbers.iter() 方法,创建一个不可变的迭代器,用于逐个访问集合中的元素。在 Rust 中,for 循环并不直接操作集合,而是操作实现了 Iterator 特征的迭代器。.iter() 是 Vec(或其他集合)常用的方法,生成一个指向集合元素的引用的迭代器。使用for循环简洁紧凑,它可以针对集合中的每个元素来执行代码。由于for循环的安全性、简洁性,所以它在Rust中使用最多

2. .enumerate()
• 为迭代器的每个元素附加一个索引。索引从 0 开始,是一个usize类型的值。.enumerate() 将迭代器的每个元素包装成 (index, value) 的形式,其中:index 是元素在集合中的索引。value 是当前迭代器指向的元素。.enumerate() 返回一个新的迭代器,迭代出的元素类型是 (usize, &T),其中 T 是集合中元素的类型。在这里,numbers 是一个Vec<i32>,因此&T&i32

3. for (index, number) in ...
• for 循环支持解构元组,(index, number) 表示我们直接将 enumerate() 提供的 (usize, &T)元组解构成两个变量:index:当前元素的索引。number:当前元素的引用(不可变)。

假设 numbers[10, 20, 30, 40, 50],执行时的过程如下:

  1. 调用 numbers.iter() 创建迭代器。
  2. 调用 .enumerate(),生成 (索引, 元素引用) 的迭代器
  3. for 循环解构出索引和元素:
    • 第一次循环:index = 0, number = &10
    • 第二次循环:index = 1, number = &20
    • 第三次循环:index = 2, number = &30
  4. 打印 indexnumber,输出每个元素的索引和值。

由于使用for循环呢的安全、简洁性,所以它在Rust里使用最多。

3.6.5. Range

Range由标准库提供。用户可以通过Range生成它们之间的数字(不含结束)。使用rev方法可以反转Range

fn main() {println!("Rocket Launch Countdown:");for countdown in (1..=10).rev() {println!("T-minus {}...", countdown);}println!("🚀 Liftoff!");println!("Huston, we have a problem.");
}

这个例子使用for循环、Rangerev实现了上文while函数所实现的火箭倒数

代码解析

  1. (1…=10):
    • 这是一个 Range,表示从 1 到 10(包含 10)。
    • …= 是包含上限的范围操作符。
  2. .rev():
    • 反转迭代器,生成一个从 10 到 1 的递减序列。

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