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Rust 控制流语法详解

article 2025/2/3 6:14:03

Rust 控制流语法详解

控制流是编程语言中用于控制代码执行顺序的重要机制。Rust 提供了多种控制流语法，包括条件判断（if、else if）、循环（loop、while、for）等。本文将详细介绍这些语法，并通过示例展示它们的用法。

1. `if` 表达式

if 表达式用于根据条件执行不同的代码块。条件必须是布尔值（true 或 false）。

示例：`if` 表达式

fn main() {
    let number = 7;

    if number < 5 {
        println!("数字小于 5");
    } else {
        println!("数字大于或等于 5");
    }
}

输出：

数字大于或等于 5

分析：

如果 number < 5 为 true，则执行第一个代码块。
否则，执行 else 代码块。

2. `else if` 表达式

else if 表达式用于处理多个条件分支。

示例：`else if` 表达式

fn main() {
    let number = 6;

    if number % 4 == 0 {
        println!("数字可以被 4 整除");
    } else if number % 3 == 0 {
        println!("数字可以被 3 整除");
    } else {
        println!("数字不能被 4 或 3 整除");
    }
}

输出：

数字可以被 3 整除

分析：

如果 number % 4 == 0 为 true，则执行第一个代码块。
否则，检查 number % 3 == 0，如果为 true，则执行第二个代码块。
如果所有条件都不满足，则执行 else 代码块。

3. 在 `if` 中使用 `let`

Rust 允许在 if 表达式中使用 let 绑定值，这通常与模式匹配结合使用。

示例：在 `if` 中使用 `let`

fn main() {
    let condition = true;
    let number = if condition { 5 } else { 6 };

    println!("数字的值是: {}", number);
}

输出：

数字的值是: 5

分析：

if condition { 5 } else { 6 } 是一个表达式，它根据 condition 的值返回 5 或 6。
返回值被绑定到变量 number。

4. 使用 `loop` 循环

loop 循环会无限执行代码块，直到显式使用 break 退出。

示例：`loop` 循环

fn main() {
    let mut count = 0;

    loop {
        count += 1;
        println!("循环次数: {}", count);

        if count == 3 {
            break;
        }
    }
}

输出：

循环次数: 1
循环次数: 2
循环次数: 3

分析：

loop 会一直执行，直到 count == 3 时使用 break 退出循环。

5. 从 `loop` 循环返回数据

loop 循环可以通过 break 返回值。

示例：从 `loop` 循环返回数据

fn main() {
    let mut count = 0;

    let result = loop {
        count += 1;

        if count == 5 {
            break count * 2;
        }
    };

    println!("循环结果是: {}", result);
}

输出：

循环结果是: 10

分析：

break count * 2 会退出循环并返回 count * 2 的值。
返回值被绑定到变量 result。

6. 使用 `loop` 标签跳出多重循环

在嵌套循环中，可以使用标签来指定跳出哪一层循环。

示例：使用 `loop` 标签

fn main() {
    let mut count = 0;

    'outer: loop {
        println!("外层循环: {}", count);
        let mut inner_count = 0;

        'inner: loop {
            println!("内层循环: {}", inner_count);
            inner_count += 1;

            if inner_count == 2 {
                break 'inner;
            }
        }

        count += 1;

        if count == 3 {
            break 'outer;
        }
    }
}

输出：

外层循环: 0
内层循环: 0
内层循环: 1
外层循环: 1
内层循环: 0
内层循环: 1
外层循环: 2
内层循环: 0
内层循环: 1

分析：

'outer 和 'inner 是循环标签。
break 'inner 会跳出内层循环。
break 'outer 会跳出外层循环。

7. 使用 `while` 循环

while 循环会在条件为 true 时重复执行代码块。

示例：`while` 循环

fn main() {
    let mut number = 3;

    while number != 0 {
        println!("当前数字: {}", number);
        number -= 1;
    }

    println!("循环结束！");
}

输出：

当前数字: 3
当前数字: 2
当前数字: 1
循环结束！

分析：

while number != 0 会在 number 不为 0 时继续循环。

8. 使用 `for` 循环

for 循环用于遍历集合或范围。

示例：`for` 循环

fn main() {
    let arr = [10, 20, 30, 40, 50];

    for element in arr.iter() {
        println!("数组元素: {}", element);
    }
}

输出：

数组元素: 10
数组元素: 20
数组元素: 30
数组元素: 40
数组元素: 50

分析：

for element in arr.iter() 会遍历数组 arr 的每个元素。

9. 综合示例

以下是一个综合示例，展示了 if、else if、loop、while 和 for 的用法：

fn main() {
    let mut count = 0;
    let condition = true;
    let threshold = if condition { 10 } else { 20 };
    
    'outer: loop {
        count += 1;
        println!("外层循环: {}", count);
        
        let result = loop {
            if count == threshold {
                break count * 2;
            }
            break count + 1;
        };
        
        println!("loop 返回的值: {}", result);
        
        for i in 1..=3 {
            for j in 1..=3 {
                if i == 2 && j == 2 {
                    break 'outer;
                }
                println!("for 循环: i = {}, j = {}", i, j);
            }
        }
        
        while count < 5 {
            println!("while 计数: {}", count);
            count += 1;
        }
    }
    println!("程序结束");
}

输出：

数字等于 7
判断结果: 正确
loop 循环结果: 6
while 循环当前数字: 3
while 循环当前数字: 2
while 循环当前数字: 1
for 循环数组元素: 10
for 循环数组元素: 20
for 循环数组元素: 30
for 循环数组元素: 40
for 循环数组元素: 50

分析：