循环和其他可中断表达式
Syntax
LoopExpression →
LoopLabel? (
InfiniteLoopExpression
| PredicateLoopExpression
| IteratorLoopExpression
| LabelBlockExpression
)
Rust 支持四种循环表达式:
loop表达式表示无限循环。while表达式在谓词为 false 之前循环。for表达式从迭代器中提取值,循环直到迭代器为空。- 带标签的块表达式恰好运行循环一次,但允许使用
break提前退出循环。
除带标签的块表达式之外,所有类型都支持 continue 表达式。
只有 loop 和带标签的块表达式支持求值为非平凡值。
无限循环
Syntax
InfiniteLoopExpression → loop BlockExpression
loop 表达式持续重复执行其主体:loop { println!("I live."); }。
没有关联 break 表达式的 loop 表达式是发散的,具有类型 !。
包含关联 break 表达式的 loop 表达式可能终止,并且必须具有与 break 表达式的值兼容的类型。
谓词循环
Syntax
PredicateLoopExpression → while Conditions BlockExpression
while 循环表达式允许在一组条件保持为 true 时重复求值一个块。
条件操作数必须是一个具有布尔类型的表达式或一个条件 let 匹配。如果所有条件操作数都求值为 true 且所有 let 模式都成功匹配其受检者,则执行循环体块。
循环体成功执行后,重新求值条件操作数以确定是否应再次执行循环体。
如果任何条件操作数求值为 false 或任何 let 模式未匹配其受检者,循环体不被执行,执行继续到 while 表达式之后。
while 表达式求值为 ()。
示例:
#![allow(unused)]
fn main() {
let mut i = 0;
while i < 10 {
println!("hello");
i = i + 1;
}
}
while let 模式
while 条件中的 let 模式允许在模式成功匹配时将新变量绑定到作用域中。以下示例展示了使用 let 模式的绑定:
#![allow(unused)]
fn main() {
let mut x = vec![1, 2, 3];
while let Some(y) = x.pop() {
println!("y = {}", y);
}
while let _ = 5 {
println!("Irrefutable patterns are always true");
break;
}
}
while let 循环等价于包含 match 表达式的 loop 表达式,如下所示。
'label: while let PATS = EXPR {
/* loop body */
}
等价于
'label: loop {
match EXPR {
PATS => { /* loop body */ },
_ => break,
}
}
可以使用 | 运算符指定多个模式。这与 match 表达式中的 | 具有相同的语义:
#![allow(unused)]
fn main() {
let mut vals = vec![2, 3, 1, 2, 2];
while let Some(v @ 1) | Some(v @ 2) = vals.pop() {
// 打印 2, 2, 然后是 1
println!("{}", v);
}
}
while 条件链
多个条件操作数可以用 && 分隔。这些具有与 if 条件链相同的语义和限制。
以下是链式多个表达式的示例,混合了 let 绑定和布尔表达式,并且表达式可以引用先前表达式的模式绑定:
fn main() {
let outer_opt = Some(Some(1i32));
while let Some(inner_opt) = outer_opt
&& let Some(number) = inner_opt
&& number == 1
{
println!("Peek a boo");
break;
}
}
迭代器循环
Syntax
IteratorLoopExpression →
for Pattern in Expressionexcept StructExpression BlockExpression
for 表达式是一种语法结构,用于遍历由 std::iter::IntoIterator 实现提供的元素。
如果迭代器产生一个值,该值与不可反驳的模式匹配,则执行循环体,然后控制返回到 for 循环的头部。如果迭代器为空,for 表达式完成。
对数组内容进行 for 循环的示例:
#![allow(unused)]
fn main() {
let v = &["apples", "cake", "coffee"];
for text in v {
println!("I like {}.", text);
}
}
对一系列整数进行 for 循环的示例:
#![allow(unused)]
fn main() {
let mut sum = 0;
for n in 1..11 {
sum += n;
}
assert_eq!(sum, 55);
}
for 循环等价于包含 match 表达式的 loop 表达式,如下所示:
'label: for PATTERN in iter_expr {
/* loop body */
}
等价于
{
let result = match IntoIterator::into_iter(iter_expr) {
mut iter => 'label: loop {
let mut next;
match Iterator::next(&mut iter) {
Option::Some(val) => next = val,
Option::None => break,
};
let PATTERN = next;
let () = { /* loop body */ };
},
};
result
}
这里的 IntoIterator、Iterator 和 Option 始终是标准库中的项,而不是当前作用域中这些名称解析到的任何东西。
变量名 next、iter 和 val 仅用于说明,它们实际上没有用户可以输入的名字。
Note
外层的
match用于确保iter_expr中的任何临时值不会在循环完成之前被丢弃。next在被赋值之前声明,因为这更经常地使类型被正确推断。
循环标签
Syntax
LoopLabel → LIFETIME_OR_LABEL :
循环表达式可以可选地具有一个标签。标签写为循环表达式前的一个生命周期,如 'foo: loop { break 'foo; }、'bar: while false {}、'humbug: for _ in 0..0 {}。
如果存在标签,则嵌套在此循环中的带标签的 break 和 continue 表达式可以退出此循环或将控制返回到其头部。参见 break 表达式和 continue 表达式。
标签遵循局部变量的卫生和遮蔽规则。例如,此代码将打印 “outer loop”:
#![allow(unused)]
fn main() {
'a: loop {
'a: loop {
break 'a;
}
print!("outer loop");
break 'a;
}
}
'_ 不是有效的循环标签。
break 表达式
Syntax
BreakExpression → break LIFETIME_OR_LABEL? Expression?
当遇到 break 时,关联循环体的执行立即终止,例如:
#![allow(unused)]
fn main() {
let mut last = 0;
for x in 1..100 {
if x > 12 {
break;
}
last = x;
}
assert_eq!(last, 12);
}
break 表达式通常与包围 break 表达式的最内层 loop、for 或 while 循环关联,但可以使用标签来指定影响哪个外围循环。示例:
#![allow(unused)]
fn main() {
'outer: loop {
while true {
break 'outer;
}
}
}
break 表达式仅允许在循环体内部,并具有以下形式之一:break、break 'label 或(见下文)break EXPR 或 break 'label EXPR。
在带有 break 表达式的 loop 或带标签的块表达式中,不含表达式的 break 等价于 break ()。
带标签的块表达式
Syntax
LabelBlockExpression → BlockExpression
带标签的块表达式与块表达式完全相同,不同之处在于它们允许在块内使用 break 表达式。
与循环不同,带标签的块表达式中的 break 表达式必须具有标签(即标签不是可选的)。
类似地,带标签的块表达式必须以标签开头。
#![allow(unused)]
fn main() {
fn do_thing() {}
fn condition_not_met() -> bool { true }
fn do_next_thing() {}
fn do_last_thing() {}
let result = 'block: {
do_thing();
if condition_not_met() {
break 'block 1;
}
do_next_thing();
if condition_not_met() {
break 'block 2;
}
do_last_thing();
3
};
}
带标签的块表达式的类型是所有 break 操作数和最终操作数的最小上界。如果省略了最终操作数,则最终操作数的类型默认为单元类型,除非块发散,在这种情况下它是永不类型。
Example
#![allow(unused)] fn main() { fn example(condition: bool) { let s = String::from("owned"); let _: &str = 'block: { if condition { break 'block &s; // &String 通过 Deref 强制为 &str } break 'block "literal"; // &'static str 强制为 &str }; } }
continue 表达式
Syntax
ContinueExpression → continue LIFETIME_OR_LABEL?
当遇到 continue 时,关联循环体的当前迭代立即终止,将控制返回到循环头部。
对于 while 循环,头部是控制循环的条件操作数。
对于 for 循环,头部是控制循环的调用表达式。
与 break 类似,continue 通常与最内层的外围循环关联,但可以使用 continue 'label 来指定受影响的循环。
continue 表达式仅允许在循环体内部。
break 和循环值
当与 loop 关联时,可以使用 break 表达式从该循环返回值,通过 break EXPR 或 break 'label EXPR 形式,其中 EXPR 是其结果从 loop 返回的表达式。例如:
#![allow(unused)]
fn main() {
let (mut a, mut b) = (1, 1);
let result = loop {
if b > 10 {
break b;
}
let c = a + b;
a = b;
b = c;
};
// 斐波那契数列中第一个大于 10 的数:
assert_eq!(result, 13);
}
具有关联 break 表达式的 loop 的类型是所有 break 操作数的最小上界。
Example
#![allow(unused)] fn main() { fn example(condition: bool) { let s = String::from("owned"); let _: &str = loop { if condition { break &s; // &String 通过 Deref 强制为 &str } break "literal"; // &'static str 强制为 &str }; } }
如果所有 break 操作数中没有任何一个是不发散的,则具有关联 break 表达式的 loop 不发散。如果所有 break 操作数都发散,则 loop 表达式也发散。
Example
#![allow(unused)] fn main() { fn diverging_loop_with_break(condition: bool) -> ! { // 此循环是发散的,因为所有 `break` 操作数都是发散的。 loop { if condition { break loop {}; } else { break panic!(); } } } }#![allow(unused)] fn main() { fn loop_with_non_diverging_break(condition: bool) -> ! { // 此循环的类型是 i32,即使其中一个 break 是发散的。 loop { if condition { break loop {}; } else { break 123i32; } } // 错误:期望 `!`,找到 `i32` } }