本文将介绍 Swift 语言的循环执行方式
# 01、循环执行方式
在Swift语言中，主要有两种循环执行控制方式： for-in结构和while结构。while结构又细分为当型while结构和直到型while结构，后者称为repeat-while结构。下面首先介绍for-in结构。
循环控制方式for-in结构可用于区间中的整数值遍历、字符串中的字符遍历、字典中的元素遍历等，常用的形式如下。
(1) 典型for-in结构。
上述for-in结构中，遍历“范围”中的各个“元素”，对于每个“元素”执行“语句组”一次。这里无须为“元素”定义变量类型，自动根据“范围”中的数组类型设定“元素”的数据类型。
如果“元素”使用“_”替换，则表示不关注“范围”中的具体元素，只关注循环次数。表示“范围”的方法可借助运算符“...”和“..<”，或者使用函数stride(from:to:by:)或stride(from:through:by:)实现，两个stride的区别在于前者不包含“to”参数指定的边界，而后者包含“through”参数指定的边界。例如： stride(from:1, to:10, by:3)表示1~10、步长为3生成的序列，即1、4、7，不包含10； stride(from:1, through:10, by:3)表示1~10、步长为3生成的序列，即1、4、7、10，包含10。
for-in结构中的“范围”可以为字符串或字典。
(2) 用于字典遍历的for-in结构。
在上述for-in结构中，使用“二元元组”作为字典中每个元素的返回值，例如，将二元元组表示为“(k,v)”，则k将对应着字典元素的键值，v将对应着同一个字典元素的值。如果k用“”表示，则将只关心字典元素的值，而不关心它的键值。如果v用“”表示，则将只关心字典元素的键值，而不关心它的值。
程序段1介绍了for-in结构的用法。
程序段1for-in结构的用法实例
程序段1的执行结果如图1所示。
■ 图3-5程序段3-11的执行结果
下面结合图3-5介绍程序段3-11的执行过程。在程序段3-11中，第2行“var s=1”定义整型变量s，赋初值为1。第3~6行为一个for-in结构，第3行“for e in 1...10”表示e在1~10的10个整数上遍历，即e依次取值1、2、……、10，循环执行第5行“s = e”，这里为计算10的阶乘。第7行“print("10!=",s)”输出10的阶乘的值。
第9行“s=1”令变量s的值为1。第10~13行为一个for-in结构，第10行“for in 1...10”中使用“”作为循环变量，没有指定循环变量的名称，表示该循环只关注循环次数，这里循环10次，计算第12行“s = 2”，即计算2的10次方。第14行“print("2^10=",s)”输出2的10次方的值。
第16行“s=0”将0赋给变量s。第17~20行为一个for-in结构，第17行“for e in stride(from:1, to:100, by:2)”这里e遍历的序列为1、3、5、……、99，对于每个遍历值执行第19行“s+=e”，即计算100以内的正奇数的和。第21行“print("1+3+...+99=",s)”输出字符串“1+3+...+99=”和s的值。这里循环变量e的作用范围为for-in结构，故在其他的for-in结构中仍然可以使用同名的局部变量e。
第23~32行实现了与第16~21行相同的功能，这里为演示continue语句的用法。第23行“s=0”将0赋给变量s。第24~31行为一个for-in结构，第24行“for e in stride(from:1, through:100, by:1)”表示循环变量e在范围1、2、……、100上遍历取值，对每个e，执行第26~30行，第26~29行为一个if结构，第26行“if e % 2 == 0”如果e为偶数，则执行第28行“continue”，表示跳过for-in结构中continue后面的语句回到第24行执行条件判断，这里跳过第30行回到第24行，即忽略循环变量e为偶数的情况。第32行“print("1+3+...+99=",s)”输出字符串“1+3+...+99=”和s的值。
第34~47行实现了与第16~21行相同的功能，即计算100以内正奇数的和，这里为了演示break语句的用法。第41~44行为一个if结构，如果第41行“if e>=100”的条件为真，则执行第43行break语句，跳出它所在的for-in结构，这里跳转到第47行执行。
现在总结一下continue和break的特点： ①continue和break均可以用于if、switch、for-in和while结构中； ②在循环体中遇到continue，将跳过循环体内continue之后的语句，转到循环开头执行条件判断，开始下一次循环； ③在循环体内遇到break语句，将跳出该循环体，转到循环体外的下一条语句执行； ④对于嵌套的循环体而言，continue和break语句仅对它所在的循环体有效，当有多个嵌套的循环体时，为了明确continue和break作用的循环体，可以为它们所在的循环体开头添加标号，指示continue和break的跳转，这个仅是为了方便程序阅读，第49~62行中演示了这种用法。
第49~62行实现了与第16~21行相同的功能。第50~61行为一个for-in结构，第50行“mylabel:for e in 1...100”在for循环体头部添加了标号mylabel，第54行continue mylabel表示continue执行时要跳转的标号为mylabel； 第58行break mylabel表示break要执行时跳出的循环体为mylabel指示的循环体。
第64行“let p="helloworld"”定义常量p，赋值为“helloworld”。第65行“var c:String=""”定义字符串变量c，赋值为空串。第66行“print("plain=",p)”输出字符串“plain=”和字符串p的值。第67~70行为一个for-in结构，这里实现了凯撒密码，即一个字符用其后的第4个字符替换，第67行“for e in p.unicodeScalars”表示循环变量e在p的Unicode码形式的字符串中遍历各个字符，对于每个e，执行第69行“c+=String(UnicodeScalar((e.value-97+4)%26+97)!)”，这里“e.value”返回e的ASCII值，97为字符a的ASCII值，UnicodeScalar函数返回以整数值参数作为ASCII值对应的字符，这里将每个e变换后的字符转换为字符串添加到c的尾部。第71行“print("cipher=",c)”，输出加密后的密文文本c。第69行中的97可以使用“UnicodeScalar("a").value”替换，可避免去查字符a的ASCII值，这里，“UnicodeScalar("a").value”返回字符a的ASCII值。
第73行“let dic=［"Apple":3.5,"Pear":2.7,"Banana":5.2］”定义字典dic。第74~77行为一个for-in结构，第74行“for (k,v) in dic”中，元组(k,v)遍历dic字典的每个元素，其中，k存储遍历到的字典元素的键值，v存储遍历到的字典元素的值，对于每个元组(k,v)，执行第76行“print(k,v,terminator:",")”，输出遍历到的键值对。第78行“print()”输出一个空行。
第80行“var t=0.0”定义双精度浮点型变量t，赋值为0.0。第81~84行为一个for-in结构，第81行“for(_,v) in dic”中，只关注从字典dic中遍历到的元素的值，将这个值赋给v，对于每次遍历，执行第83行“t+=v”，这里表示计算字典中所有水果的单价和。第85行“print("Total price:",t)”输出字符串“Total price:”和t的值。
上述介绍的for-in结构的特点在于循环变量的取值范围是确定的，可以准确地推断出循环的次数。而当循环次数不可知时，一般不使用for-in结构，而使用while循环控制结构。while结构分为标准while结构和repeat-while结构两种，其语法如下。
(1) 标准while结构，即当型while结构。
在上述结构中，当“条件表达式”为真时，循环执行“条件表达式为真时执行的语句组”，直到“条件表达式”为假时跳出while循环体。在“条件表达式为真时执行的语句组”中，一般包含有调整“条件表达式”结果的语句。在标准while结构中，如果“条件表达式”为假，则“条件表达式为真时执行的语句组”可能一次也得不到执行。
(2) repeat-while结构，即直到型while结构。
在上述结构中，先执行一次“语句组”，再判断“条件表达式”的值，若其为真，则循环执行“语句组”，直到“条件表达式”为假，跳出repeat-while循环体。在repeat-while结构中，表示循环体的“语句组”至少可以被执行一次。
程序段2介绍了while结构的用法，实现了欧几里得求两个整数的最大公约数和最小公倍数的算法。欧几里得算法的基本原理： 设a和b为两个整数，不妨设a>b，则gcd(a,b)=gcd(b, a mod b)，即a与b的最大公约数等于b与a模b的最大公约数，通过反复求模运算，最后可以表示为gcd(r,0)，则r为a与b的最大公约数，最小公倍数为a*b/r。现在发现这个2000多年前的算法是求两数的最大公约数最快的方法。
程序段 2 while 结构用法实例
程序段2的执行结果如图2所示。
■ 图2 程序段2的执行结果
下面结合图2介绍程序段2的执行过程。在程序段3-12中，第3行“var a0=6525”定义整型变量a0，赋初值为6525。第4行“var b0=81450”定义整型变量b0，赋初值为81450。第5行“var a,b:Int”定义整型变量a和b。
第6~9行为一个if结构，第6行“if a0”若a0小于b0，则执行第8行“(a0,b0)=(b0,a0)”将a0和b0的值对换。第10行“(a,b)=(a0,b0)”将a0赋给a，将b0赋给b。
第11行“var r=1”定义整型变量r，赋初值为1。第12~17行为一个while结构，实现欧几里得算法，第12行“while r>0”当r大于0时，循环执行第14~16行，这里的r保存a除以b的余数，如第14行“r=a % b”所示，然后，第15行“a=b”将b赋给a，第16行“b=r”将r赋给b，进行下一次循环，直到余数r为0。第18行“print("gcd(＼(a0),＼(b0))=＼(a)")”输出a0和b0的最大公约数，第19行“print("lcm(＼(a0),＼(b0))=＼(a0*b0/a)")”输出a0和b0的最小公倍数。
第21~29行实现了与第10~19行相同的功能，这里使用了repeat-while结构。第21行“(a,b)=(a0,b0)”将a0赋给a，将b0赋给b。第22~27行为一个repeat-while结构，循环执行第24~26行直到r小于或等于0。第28、29行依次输出a0和b0的最大公约数和最小公倍数。
第31~43行实现了与第10~19行相同的功能。这里使用了while结构，第31行“(a,b)=(a0,b0)”将a0赋给a，将b0赋给b； 第32行“while true”表示这是一个无限循环，循环执行第34~40行，在无限循环体中，添加了第37~40行的一个if结构，判断r的值是否为0(第37行“if r==0”)，如果r为0，则执行第39行break，跳出while循环体，跳至第42行执行，第42行“print("gcd(＼(a0),＼(b0))=＼(a)")”输出a0和b0的最大公约数； 第43行“print("lcm(＼(a0),＼(b0))=＼(a0*b0/a)")”输出a0和b0的最小公倍数。
