【Fitz】Rust 流程控制

说明：本文主要是Rust语言圣经相关章节的学习笔记，大部分与其内容相同，欢迎阅读原文。

使用 if 来做分支控制

if else 表达式根据条件执行不同的代码分支，如：

if condition {
    // A...
} else {
    // B...
}

Rust 中的判断条件只能是布尔类型，这一点有别于C/C++。if 语句块是表达式，可以使用 if 表达式的返回值来给变量赋值。使用 if 来赋值时，需要保证每个分支返回的类型一样。

使用 else if 来处理多重条件

可以将 else if 与 if、else 组合在一起实现更复杂的条件分支判断。程序执行时，会按照自上至下的顺序执行每一个分支判断，一旦成功则跳出 if 语句块。就算有多个分支能匹配，也只有第一个匹配的分支会被执行。

对于多分支模式匹配的问题，应该使用 match 来解决，而不应该使用多个 else if 的组合。

循环控制

Rust 中有三种循环方式：for 循环、while 循环和 loop，其中 for 循环是 Rust 循环王冠上的明珠。

for 循环

for 元素 in 集合 {
    // 使用元素
}

示例代码中的核心在于 for 和 in 的联动。使用 for 时我们往往使用集合的引用形式，除非不想在后面的代码中继续使用该集合。如果不使用引用的话，所有权会被转移（move）到 for 语句块中，后面就无法再使用这个集合了。

for item in &container {  //使用集合的引用形式，以便后面能够继续使用该集合
    // ...
}

对于实现了 copy trait 的数组（如 [i32;10]）而言，for item in arr 并不会把 arr 的所有权转移，而是直接对其进行拷贝，因此循环之后仍然可以使用 arr。

按照之前的 Rust 的引用规则，想在循环中修改元素，可以使用 mut 关键字：

let mut v: Vec<String> = vec!["123".to_string(), "456".to_string()];  //使用可变引用需要声明该变量是可变的
for i in &mut v {  // 这里每一个i都是 &mut String类型，即字符串的可变引用类型
    // ...
}

总结：在 in 后使用 collection 会转移所有权，使用 &collection 获得的是元素的不可变引用，使用 &mut collection 获得的是元素的可变引用。

如果想要在循环中获取元素的索引，可以使用迭代器的 enumerate() 方法，该方法是一个迭代器适配器，产生一个新的迭代器：

for (i, v) in a.iter().enumerate() {  // 其中i为索引，v为元素值
    // ...
}

如果想用 for 循环执行某个过程 n 次但又不想单独声明一个变量控制，可以这么写：

for _ in 0..n {
    // ...
}

Rust 中 _ 的含义是忽略该值或者类型的意思。

两种循环方式优劣对比

如果想要遍历访问一个数组，在使用 for 循环时，既可以通过 .. 操作符使用索引访问，也可以通过集合的方式直接循环集合中的元素。

在性能上：由于使用索引访问会进行边界检查，因此会导致运行时的性能损耗，而直接迭代访问集合元素就不会触发这种检查，因为编译器会在编译时就完成分析并证明这种访问是合法的。

在安全上：对数组的索引访问是非连续的，存在一定可能性在两次访问之间数组发生了变化，导致脏数据产生，而直接迭代是连续访问，因此没有这种风险。

for 循环无需任何条件限制，也不需要通过索引访问，因此是最安全也是最常用的。

使用 continue 可以跳过当前次的循环，开始下次的循环，使用 break 可以跳出当前整个循环，用法与 C/C++ 相同。

while 循环

当有一个条件来控制循环时，条件为 true 继续循环，条件为 false 跳出循环，那么适合使用 while 循环。

对应的功能也可以使用 loop(无条件循环) + if + break 的组合实现。

也可以使用 while 实现 for 循环的功能，但需要在 while 循环前定义一个可变变量用于循环控制。使用 while 循环容易出错（索引不正确导致 panic），也会使程序更慢（编译器增加了运行时间对每次循环的每个元素进行条件检查）。总的来说，for 循环更安全、更简洁，性能也更高。

loop 循环

loop 循环就是一个简单的无限循环，需要在内部实现逻辑并通过 break 在正确的时候跳出循环，因此在使用 loop 循环时，一定要注意。在结束 loop 循环时，break 可以单独使用，也可以带一个返回值。loop 也是一个表达式，因此可以返回一个值。