Swift5-外行零基础入门_9-控制流

控制流

什么是控制流？

所谓控制流，是用来控制一件事物的流程的。跟数据类型一样，同样是模拟我们大脑对现实生活的处理模式。
还记得我在开始举的例子的吗？一起来回顾一下：

早晨起(床)，吃完(早餐)，出门穿上(外套)，花(两元钱)买了公交(车票)，到公司开始(干活)。

我们的大脑能够轻松处理不同的数据类型，并且，我们实际上还在处理流程控制。让我们将上面这个例子细分一下：

• 当我吃早饭时，只要没吃完，我就会一直吃，直到吃完或者吃饱；
• 出门的时候检查有没有穿外套，穿了外套再出门；
• 等公交车时，一辆接一辆，到了我要等的22路公交车，我就上车。
• 如果我赶上了公交车，我就会到公司干活；

看吧，这里隐藏了相当多的条件或循环。只有通过这种流程控制，我们才能自由处理各个对象。我们的大脑相当强大，强大到你根本不需要费劲思考，这些事情就顺理成章的完成了。
再说回可怜的计算机，它需要你给他交待具体的任务安排。就像家长给上小学的孩子辅导作业一样，你需要把自己的认知也暂时拉低到小学水平，这样你才能给孩子讲明白题目。

有哪些控制流？

明白了什么是控制流，我们再来看看，Swift能接受哪些具体的命令来组织事务的控制流程：

• for-in 循环：多用在数据组合中，对单个数据进行逐项遍历；
• While 循环：如果某个条件满足，就一直循环，直到条件不满足；
• if 条件语句：如果某个条件满足，就做某件事，否则就做另一件事；
• Switch 匹配语句：列举很多条件，满足其中某个条件时，做某件事。
  上面，只是简略的阐述了每个语句的意思，实际运用时，有很多细节需要注意，我们逐条来看一下。

1. for-in 循环

for-in循环有点像是做上楼梯(每个台阶踩一遍)，点名(每个人都要点一遍)这种比较机械的工作。

• 基本用法
  for-in循环我们之前已经多次用过了，在遍历数组，集合，字典中的值时，经常用到。

var arrayNumbers = [1,2,3]
for i in arrayNumbers {
    print(i)
}
// 1,2,3

• 遍历区间
  我们之前提到过区间，比如1...6，就是1，2，3，4，5，6这几个数字，也是可以用for in进行遍历的。

for i in 1...6 {
    print(i)
}
// 1,2,3,4,5,6

在这个例子中，i是1-6范围的值，每一步都取了一次当前值，并打印出来。
我们还可以仅仅执行这段循环，而不打印出i。

for i in 1...6 {
    print("Hello")
}
// 打印了六遍"Hello"

在这个例子中，我们并没有在后面使用i，因此，我们可以用_代替i。

for _ in 1...6 {
    print("Hello")
}
// 同样打印了六遍"Hello"

• 步进遍历
  上楼梯的时候，我可以两步两步上；也可以从二楼开始上(也许是坐电梯到的二楼？)。总之，有选择的可能。
  这时，我们可以使用stride(from:to:by:)或者是stride(from:through:by:)，先看下面的例子：

for i in stride(from:2, to: 100, by: 5) {
    print(i)
}
// 请自己在Playground中试一下结果。

这段代码实现了更加多的参数，在100这个范围内，从2开始数，每隔5数一次。

2. While 循环

while condition {
    statements
}

如果说for in做的工作比较机械的话，while,if,switch就比较有目的性了，我们先看while。

• 基本用法
  首先看一个示例，我会持续吃，直到我感觉有差不多八成饱。这段描述可以用代码来表达：

var 饱腹感 = 1
while 饱腹感 < 8 {
    print("再吃一口……")
    饱腹感 += 1
}

分析这段代码：
首先，我很饿，用变量表示var 饱腹感 = 1，我给自己设定的条件是要吃到八成饱，饱腹感 < 8这实际上是一个判断，得出的就是一个判断值，也就是布尔值，是true or false。
开始饱腹感是1，满足了饱腹感 < 8这个判断，就会执行while包起来的语句，我会再吃一口，饱腹感就会加1。这时，代码运行完了，再从头运行，再次判断饱腹感的值，直到饱腹感=8的时候，条件就不满足了，就停止执行。
代码停止了，但是代码运行了7次再吃一口,也达到了目的。

• 类比：
  for-in也能实现类似的多次执行的效果，但是while更接近自然语言，可以类比中文当……时，就……。在合适的情况下使用，代码的可读性就会更好。
  这有点像上学的时候，老师给我们批改作文，会说你这里用词不当。怎么才能用词恰当呢？就需要多读，多写，慢慢进步。等到你成年后，你就不太会说：我已经饱的无与伦比了，这样用词不当的话了。

• repeat-while

repeat {
    statements
} while condition

理解了while的基本用法后，这里就很好理解。repeat-while与while的最大区别就是，无论什么条件，先执行一段代码。用我们的例子说明，就是管他饿不饿，先吃一口。上面的代码可以改为：

var 饱腹感 = 8
repeat {
    print("再吃一口……")
    饱腹感 += 1
}
while 饱腹感 < 8

这里，我把饱腹感的初始值设为8，虽然达到我的八成饱要求了，可是还要首先吃一口再说。

3. if 条件语句

if条件语句的意思是如果……就……，如果某个条件满足，就执行某个动作。一个萝卜一个坑，对预期控制的比较精确，也是编程语言中最常用的逻辑控制语句。

• 基本用法

if condition {
    statements
}

condition同样是一个布尔值，statements是某个动作。
举个与生活相关的例子，如果天气晴朗，我就出门，用代码可以表示：

var 天气 = "晴朗"
if 天气 == "晴朗" {
    print("我要出门")
}

声明一下，为了便于理解，我们使用了中文名称作为变量，swift也能正常执行，但是在正式开发中，尽量避免这样使用。我能想到的最大缺点就是，这样做会影响兼容性，因为其他大部分人都不这么干。
上面这段代码，if的条件是成立的，因此会执行print()语句，如果你把天气的值改为其他，print()就不会执行了。

• if else
  既然是假设，那么我们还会有更复杂的情况，比如，如果天气晴朗，我就出门。如果阴天、下雨、大风等坏天气，我就在家上网。这段描述，可以用代码表示如下：

var 天气 = "下雨"
if 天气 == "晴朗" {
    print("我要出门")
} else {
    print("在家上网")
}

这里，加了else的意思是，除了天气 == "晴朗"这个条件，其他任何情况下，执行的动作。
满足一个条件，执行一个命令。如果不满足这个条件，就执行另一个命令。

• if else if else
  如果有多项判断，可以使用else if。在上面的例子中，我们可以细化对不同情况的反应。比如，如果天气晴朗，我就出门；如果下雨，我就带伞出门；否则，我就在家上网。

var 天气 = "下雨"
if 天气 == "晴朗" {
    print("我要出门")
} else if 天气 == "下雨" {
    print("带伞出门")
} else {
    print("在家上网")
}

还有一种跟if条件很类似的 guard语句，主要在函数中使用，我们后面再说。

4. Switch 匹配语句

• 基本用法
  如果有多项条件，每个条件都各自对应一种动作时，除了用多个else if之外，还可以使用switch语句。

var 天气 = "晴朗"
switch 天气 {
case "晴朗":
    print("出门遛弯。")
case "下雨":
    print("出门带伞。")
default:
    print("在家上网。")
}

有没有发现switch和if的最大区别？if后面的条件是布尔值，而switch后面是具体的数据，case后面的值也是从具体的数据中做选择。这样就灵活了很多。
但是要注意，case是顺序执行，一旦满足，后面就不再执行了。

• 复合匹配
  因此，我们可以轻松使用复合数据进行匹配

var 天气 = "阴天"
switch 天气 {
case "晴朗", "阴天":
    print("出门遛弯。")
case "下雨":
    print("出门带伞。")
default:
    print("在家上网。")
}

我在第一行case中同时列举了两个条件，阴天也能出门遛弯。如果是用if，你需要这样列举天气=="晴朗" || 天气=="阴天"，因为if后面只能跟布尔值。

• 区间匹配
  非布尔值带来的好处，还可以使用区间。举个另外的我们经常用的评分例子：

var 分数 = 86
switch 分数 {
case 0...60:
    print("不及格")
case 61...80:
    print("良好")
case 81...100:
    print("优秀")
default:
    print("分数有误")
}

• 元组匹配
  switch还能按元组匹配，也很使用，看下面这个例子：

var 生命 = 90
var 魔法 = 86

switch (生命, 魔法) {
case (100, 100):
    print("英雄的状态完美！")
case (_, 30...100):
    print("可以释放魔法！")
case (0..<30, _):
    print("生命值低，危险！")
default:
    print("分数有误")
}

从这个例子，可以看到元组匹配的特性：能按元组精确匹配，使用_可以忽略某项匹配，可以按区间匹配。

• 值绑定
  我们可以在case分支中，用常量或变量绑定条件中的值，这样，方便在该分支中，继续操作数据。

var status = (30,60)
switch status {
case let (生命, 魔法):
    print("生命值：\(生命), 魔法值：\(魔法)")
    let 状态值 = 生命 + 魔法
    print("\(状态值)")
}

还可以配合where, 进行条件判断。会让绑定值显得更有意义。

var status = (30,60)
switch status {
case let (生命, 魔法) where 生命 + 魔法 > 100:
    print("可以释放魔法！")
case let (生命, 魔法):
    print("生命值：\(生命), 魔法值：\(魔法)")
    let 状态值 = 生命 + 魔法
    print("状态值（\(状态值)）不够，不能释放魔法。")

}

调整状态值，能得到不同case执行动作，你可以在Playground中多试试。

7. 控制转移语句

最后，我们来简单介绍几条控制语句.
continue，break，fallthrough，return，throw
return多用在函数中，throw多用在错误处理中，我们也放在后面介绍。
continue，break，fallthrough这几个语句主要用在前面所说的各种循环语句中，因为有时候这些循环的默认执行状态并不能满足需求，这时候，可以搭配这些语句，来控制流程的走向。
下面只是举了部分例子，先想象结果如何，然后在Playground中验证试试，也可以按自己的想法修改、调试：

• continue

var 天气 = ["晴朗","雷暴","阴天","下雨"]
for i in 天气 {
    if i == "雷暴" {
        continue
    } else {
        print("\(i)可以出门")
    }
}

在遍历循环的时候，如果遇到“雷暴”，用continue跳过，不做任何事情。

• break

var 天气 = ["晴朗","阴天","下雨","雷暴","台风"]
for i in 天气 {
    if i == "雷暴" {
        break
    } else {
        print("\(i)可以出门")
    }
}

在遍历的过程中，遇到“雷暴”，整条循环就停止了，后面就不会继续判断了。

• fallthrough

var 天气 = ["晴朗","阴天","下雨","雷暴","台风"]
for i in 天气 {
    switch i {
    case "晴朗":
        print("可以出门")
    case "阴天":
//        print("可以出门")
        fallthrough
    case "下雨":
        print("带伞出门")
    default:
        print("在家上网！")
    }
}

在本段代码中，fallthrough使本段代码直接交给下一条case处理。使得“阴天”这条case也会打印“带伞出门。”

小结与预告

掌握了流程控制，我们就可以对数据进行操控了。编程的本质，无非是一系列的假设，判断，循环等等。
我们可以利用已经学到的知识，写很多东西了。比如，

• 根据圆的半径，求圆面积；
• 已知一个班10个同学的成绩，根据他们的分数进行不及格，良，优的评级；
• 已知一位英雄的生命值和魔法值，每释放一次魔法，就消耗10点生命和60点魔法，直到某一个值不能满足最低的安全值。
  这是三个例子，证明你根据已有知识，是能够写出这样的程序的，哪怕简单一些。
  这也是三个作业，没有标准答案，你试着独立写一写，对我们学习下一节很有帮助。

来点小提示：

1. 算术运算符处理数字
2. if或switch判断分数的范围
3. 用while循环包住一个if判断，在其中进行变量的增减操作