Go入门指南系列-V-IV-for 结构
如果想要重复执行某些语句,Go 语言中您只有 for
结构可以使用。不要小看它,这个 for
结构比其它语言中的更为灵活。
注意事项 其它许多语言中也没有发现和 do-while 完全对等的 for
结构,可能是因为这种需求并不是那么强烈。
5.4.1 基于计数器的迭代
文件 for1.go 中演示了最简单的基于计数器的迭代,基本形式为:
for 初始化语句; 条件语句; 修饰语句 {}
示例 5.6 for1.go:
1 | package main |
输出:
This is the 0 iteration
This is the 1 iteration
This is the 2 iteration
This is the 3 iteration
This is the 4 iteration
由花括号括起来的代码块会被重复执行已知次数,该次数是根据计数器(此例为 i
)决定的。循环开始前,会执行且仅会执行一次初始化语句 i := 0;
;这比在循环之前声明更为简短。紧接着的是条件语句 i < 5;
,在每次循环开始前都会进行判断,一旦判断结果为 false
,则退出循环体。最后一部分为修饰语句 i++
,一般用于增加或减少计数器。
这三部分组成的循环的头部,它们之间使用分号 ;
相隔,但并不需要括号 ()
将它们括起来。例如:for (i = 0; i < 10; i++) { }
,这是无效的代码!
同样的,左花括号 {
必须和 for 语句在同一行,计数器的生命周期在遇到右花括号 }
时便终止。一般习惯使用 i、j、z 或 ix 等较短的名称命名计数器。
特别注意,永远不要在循环体内修改计数器,这在任何语言中都是非常差的实践!
您还可以在循环中同时使用多个计数器:
1 | for i, j := 0, N; i < j; i, j = i+1, j-1 {} |
这得益于 Go 语言具有的平行赋值的特性(可以查看第 7 章 string_reverse.go 中反转数组的示例)。
您可以将两个 for 循环嵌套起来:
1 | for i:=0; i<5; i++ { |
如果您使用 for 循环迭代一个 Unicode 编码的字符串,会发生什么?
示例 5.7 for_string.go:
1 | package main |
输出:
The length of str is: 27
Character on position 0 is: G
Character on position 1 is: o
Character on position 2 is:
Character on position 3 is: i
Character on position 4 is: s
Character on position 5 is:
Character on position 6 is: a
Character on position 7 is:
Character on position 8 is: b
Character on position 9 is: e
Character on position 10 is: a
Character on position 11 is: u
Character on position 12 is: t
Character on position 13 is: i
Character on position 14 is: f
Character on position 15 is: u
Character on position 16 is: l
Character on position 17 is:
Character on position 18 is: l
Character on position 19 is: a
Character on position 20 is: n
Character on position 21 is: g
Character on position 22 is: u
Character on position 23 is: a
Character on position 24 is: g
Character on position 25 is: e
Character on position 26 is: !
The length of str2 is: 9
Character on position 0 is: æ
Character on position 1 is:
Character on position 2 is: ¥
Character on position 3 is: æ
Character on position 4 is:
Character on position 5 is: ¬
Character on position 6 is: è
Character on position 7 is: ª
Character on position 8 is:
如果我们打印 str
和 str2
的长度,会分别得到 27
和 9
。
由此我们可以发现,ASCII 编码的字符占用 1 个字节,既每个索引都指向不同的字符,而非 ASCII 编码的字符(占有 2 到 4 个字节)不能单纯地使用索引来判断是否为同一个字符。我们会在第 5.4.4 节 解决这个问题。
练习题
练习 5.4 for_loop.go
- 使用
for
结构创建一个简单的循环。要求循环 15 次然后使用fmt
包来打印计数器的值。 - 使用
goto
语句重写循环,要求不能使用for
关键字。
练习 5.5 for_character.go
创建一个程序,要求能够打印类似下面的结果(尾行达 25 个字符为止):
G
GG
GGG
GGGG
GGGGG
GGGGGG
- 使用 2 层嵌套 for 循环。
- 仅用 1 层 for 循环以及字符串连接。
练习 5.6 bitwise_complement.go
使用按位补码从 0 到 10,使用位表达式 %b
来格式化输出。
练习 5.7 Fizz-Buzz 问题:fizzbuzz.go
写一个从 1 打印到 100 的程序,但是每当遇到 3 的倍数时,不打印相应的数字,但打印一次 “Fizz”。遇到 5 的倍数时,打印 Buzz
而不是相应的数字。对于同时为 3 和 5 的倍数的数,打印 FizzBuzz
(提示:使用 switch 语句)。
练习 5.8 rectangle_stars.go
使用 *
符号打印宽为 20,高为 10 的矩形。
5.4.2 基于条件判断的迭代
for 结构的第二种形式是没有头部的条件判断迭代(类似其它语言中的 while 循环),基本形式为:for 条件语句 {}
。
您也可以认为这是没有初始化语句和修饰语句的 for 结构,因此 ;;
便是多余的了。
Listing 5.8 for2.go:
1 | package main |
输出:
The variable i is now: 4
The variable i is now: 3
The variable i is now: 2
The variable i is now: 1
The variable i is now: 0
The variable i is now: -1
5.4.3 无限循环
条件语句是可以被省略的,如 i:=0; ; i++
或 for { }
或 for ;; { }
(;;
会在使用 gofmt 时被移除):这些循环的本质就是无限循环。最后一个形式也可以被改写为 for true { }
,但一般情况下都会直接写 for { }
。
如果 for 循环的头部没有条件语句,那么就会认为条件永远为 true,因此循环体内必须有相关的条件判断以确保会在某个时刻退出循环。
想要直接退出循环体,可以使用 break 语句(第 5.5 节)或 return 语句直接返回(第 6.1 节)。
但这两者之间有所区别,break 只是退出当前的循环体,而 return 语句提前对函数进行返回,不会执行后续的代码。
无限循环的经典应用是服务器,用于不断等待和接受新的请求。
1 | for t, err = p.Token(); err == nil; t, err = p.Token() { |
5.4.4 for-range 结构
这是 Go 特有的一种的迭代结构,您会发现它在许多情况下都非常有用。它可以迭代任何一个集合(包括数组和 map
,详见第 7 和 8 章)。语法上很类似其它语言中的 foreach 语句,但您依旧可以获得每次迭代所对应的索引。一般形式为:for ix, val := range coll { }
。
要注意的是,val
始终为集合中对应索引的值拷贝,因此它一般只具有只读性质,对它所做的任何修改都不会影响到集合中原有的值(译者注:如果 val
为指针,则会产生指针的拷贝,依旧可以修改集合中的原值)。一个字符串是 Unicode 编码的字符(或称之为 rune
)集合,因此您也可以用它迭代字符串:
1 | for pos, char := range str { |
每个 rune
字符和索引在 for-range 循环中是一一对应的。它能够自动根据 UTF-8 规则识别 Unicode 编码的字符。
示例 5.9 range_string.go:
1 | package main |
输出:
1 | The length of str is: 27 |
请将输出结果和 Listing 5.7(for_string.go)进行对比。
我们可以看到,常用英文字符使用 1 个字节表示,而汉字(译者注:严格来说,“Chinese: 日本語”的 Chinese 应该是 Japanese)使用 3 个字符表示。
练习 5.9 以下程序的输出结果是什么?
1 | for i := 0; i < 5; i++ { |
问题 5.2: 请描述以下 for 循环的输出结果:
1 | for i := 0; ; i++ { |
1 | for i := 0; i < 3; { |
1 | s := "" |
1 | for i, j, s := 0, 5, "a"; i < 3 && j < 100 && s != "aaaaa"; i, j, |
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