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控制流

最终更新: 2024/03/21

和其他的编程语言一样, Kotlin 能够根据一个代码片段的计算结果是否为 true 来做出决策. 这样的代码片段称为 条件表达式. Kotlin 还能够创建循环, 并在循环上迭代.

条件表达式

Kotlin 提供了 if 和 when 来检测条件表达式.

如果你必须在 if 和 when 之间做选择, 我们推荐使用 when, 因为它可以创建更加健壮和安全的程序.

If

要使用 if, 请将条件表达式放在小括号 () 之内, 当调节表达式的结果为 true 时要做的操作放在大括号 {} 之内:

fun main() {
//sampleStart
    val d: Int
    val check = true

    if (check) {
        d = 1
    } else {
        d = 2
    }

    println(d)
    // 输出结果为 1
//sampleEnd
}

在 Kotlin 中没有三元操作符 condition ? then : else. if 可以用作表达式, 替代三元操作符的功能. 把 if 用作表达式时, 不要使用大括号 {}:

fun main() { 
//sampleStart
    val a = 1
    val b = 2

    println(if (a > b) a else b) // 返回值: 2
//sampleEnd
}

When

如果你的条件表达式存在多个分支, 请使用 when. when 可以用作语句, 也可以用作表达式.

下面是将 when 用作语句的例子:

  • 将条件表达式放在小括号 () 之内, 将各个条件分支需要进行的操作放在大括号 {} 之内.
  • 在每个分支中, 使用 -> 分隔分支条件与对应的操作.
fun main() {
//sampleStart
    val obj = "Hello"

    when (obj) {
        // 检查 obj 是否等于 "1"
        "1" -> println("One")
        // 检查 obj 是否等于 "Hello"
        "Hello" -> println("Greeting")
        // 默认语句
        else -> println("Unknown")
    }
    // 输出结果为 Greeting
//sampleEnd
}

注意, 会按顺序检查所有的分支条件, 直到遇到一个条件被满足. 因此只有第一个满足条件的分支会被执行.

下面是将 when 用作表达式的例子. when 表达式的结果会被立即赋值给一个变量:

fun main() {
//sampleStart
    val obj = "Hello"
    
    val result = when (obj) {
        // 如果 obj 等于 "1", 将 result 设置为 "one"
        "1" -> "One"
        // 如果 obj 等于 "Hello", 将 result 设置为 "Greeting"
        "Hello" -> "Greeting"
        // 如果前面的条件都不满足, 将 result 设置为 "Unknown"
        else -> "Unknown"
    }
    println(result)
    // 输出结果为 Greeting
//sampleEnd
}

如果 when 被用作表达式, 必须存在 else 分支, 除非编译器能够检测出分支条件覆盖了所有的可能情况.

上面的例子演示了, when 可以用于对变量进行匹配. when 还可以用于对一组 Boolean 表达式进行检查:

fun main() {
//sampleStart
    val temp = 18

    val description = when {
        // 如果 temp < 0 为 true, 将 description 设置为 "very cold"
        temp < 0 -> "very cold"
        // 如果 temp < 10 为 true, 将 description 设置为 "a bit cold"
        temp < 10 -> "a bit cold"
        // 如果 temp < 20 为 true, 将 description 设置为 "warm"
        temp < 20 -> "warm"
        // 如果前面的条件都不满足, 将  description 设置为 "hot"
        else -> "hot"
    }
    println(description)
    // 输出结果为 warm
//sampleEnd
}

值范围

在讨论循环之前, 有必要了解如何构造一个作为循环迭代对象的值范围.

在 Kotlin 中, 创建值范围最常见的办法是使用 .. 操作符. 例如, 1..4 相当于 1, 2, 3, 4.

要声明一个值范围, 不包含它的终端值, 请使用 ..< 操作符. 例如, 1..<4 相当于 1, 2, 3.

要声明一个相反顺序的值范围, 请使用 downTo. 例如, 4 downTo 1 相当于 4, 3, 2, 1.

要声明一个值范围, 递增步长不为 1, 请使用 step 指定你希望的递增步长值. 例如, 1..5 step 2 相当于 1, 3, 5.

你也可以对 Char 的值范围进行相同的操作:

  • 'a'..'d' 相当于 'a', 'b', 'c', 'd'
  • 'z' downTo 's' step 2 相当于 'z', 'x', 'v', 't'

循环

在编程中两种最常见的循环结构是 for 和 while. 使用 for 可以对一个值范围进行遍历, 并执行某个操作. 使用 while 可以反复执行某个操作, 直到满足某个条件为止.

for

使用关于值范围的新知识, 你可以创建一个 for 循环, 对数字 1 到 5 进行遍历, 并打印每个数字.

请将迭代器(iterator)和值范围放在小括号 () 之内, 并使用关键字 in. 将你想要执行的操作放在大括号 {} 之内:

fun main() {
//sampleStart
    for (number in 1..5) { 
        // number 是迭代器(iterator), 1..5 是值范围
        print(number)
    }
    // 输出结果为 12345
//sampleEnd
}

for 循环也可以对集合(Collection)进行遍历:

fun main() { 
//sampleStart
    val cakes = listOf("carrot", "cheese", "chocolate")

    for (cake in cakes) {
        println("Yummy, it's a $cake cake!")
    }
    // 输出结果为 Yummy, it's a carrot cake!
    // 输出结果为 Yummy, it's a cheese cake!
    // 输出结果为 Yummy, it's a chocolate cake!
//sampleEnd
}

while

while 有两种使用方式:

  • 当一个条件表达式为 true 时, 执行一个代码段. (while)
  • 先执行一个代码段, 然后再检查条件表达式. (do-while)

在第一种使用场景 (while) 中:

  • 在小括号 () 中声明条件表达式, 当满足这个条件表达式时, 循环会继续.
  • 在大括号 {} 中, 添加你想要执行的操作.

下面的示例使用 递增操作符 ++ 来增加 cakesEaten 变量的值.

fun main() {
//sampleStart
    var cakesEaten = 0
    while (cakesEaten < 3) {
        println("Eat a cake")
        cakesEaten++
    }
    // 输出结果为 Eat a cake
    // 输出结果为 Eat a cake
    // 输出结果为 Eat a cake
//sampleEnd
}

在第二种使用场景 (do-while) 中:

  • 在小括号 () 中声明条件表达式, 当满足这个条件表达式时, 循环会继续.
  • 在大括号 {} 中, 添加你想要执行的操作, 并添加关键字 do.
fun main() {
//sampleStart
    var cakesEaten = 0
    var cakesBaked = 0
    while (cakesEaten < 3) {
        println("Eat a cake")
        cakesEaten++
    }
    do {
        println("Bake a cake")
        cakesBaked++
    } while (cakesBaked < cakesEaten)
    // 输出结果为 Eat a cake
    // 输出结果为 Eat a cake
    // 输出结果为 Eat a cake
    // 输出结果为 Bake a cake
    // 输出结果为 Bake a cake
    // 输出结果为 Bake a cake
//sampleEnd
}

关于条件表达式与循环的更多示例, 请参见 条件与循环.

现在你已经直到了 Kotlin 控制流的基本知识, 下面我们来学习如何编写你自己的 函数.

实际练习

习题 1

使用 when 表达式, 更新下面的程序, 当你输入 GameBoy 按钮的名称时, 打印对应的动作.

按钮 动作
A Yes
B No
X Menu
Y Nothing
其他 There is no such button 
fun main() {
    val button = "A"

    println(
        // 在这里编写你的代码
    )
}

参考答案

fun main() {
    val button = "A"

    println(
        when (button) {
            "A" -> "Yes"
            "B" -> "No"
            "X" -> "Menu"
            "Y" -> "Nothing"
            else -> "There is no such button"
        }
    )
}

习题 2

你有一个程序, 计算批萨的片数, 直到有了 8 片, 组成一整个批萨. 请用两种方式重构这个程序:

  • 使用 while 循环.
  • 使用 do-while 循环.
fun main() {
    var pizzaSlices = 0
    // 要重构的代码从这里开始
    pizzaSlices++
    println("There's only $pizzaSlices slice/s of pizza :(")
    pizzaSlices++
    println("There's only $pizzaSlices slice/s of pizza :(")
    pizzaSlices++
    println("There's only $pizzaSlices slice/s of pizza :(")
    pizzaSlices++
    println("There's only $pizzaSlices slice/s of pizza :(")
    pizzaSlices++
    println("There's only $pizzaSlices slice/s of pizza :(")
    pizzaSlices++
    println("There's only $pizzaSlices slice/s of pizza :(")
    pizzaSlices++
    println("There's only $pizzaSlices slice/s of pizza :(")
    pizzaSlices++
    // 要重构的代码到这里结束
    println("There are $pizzaSlices slices of pizza. Hooray! We have a whole pizza! :D")
}

参考答案 1

fun main() {
    var pizzaSlices = 0
    while ( pizzaSlices < 7 ) {
        pizzaSlices++
        println("There's only $pizzaSlices slice/s of pizza :(")
    }
    pizzaSlices++
    println("There are $pizzaSlices slices of pizza. Hooray! We have a whole pizza! :D")
}

参考答案 2

fun main() {
    var pizzaSlices = 0
    pizzaSlices++
    do {
        println("There's only $pizzaSlices slice/s of pizza :(")
        pizzaSlices++
    } while ( pizzaSlices < 8 )
    println("There are $pizzaSlices slices of pizza. Hooray! We have a whole pizza! :D")
}

习题 3

编写一个程序, 模拟 Fizz buzz 游戏. 你的任务是打印从 1 到 100 的数字, 如果数字能被 3 整除, 则将它替换为 "fizz", 能被 5 整除, 则将它替换为 "buzz". 同时能被 3 和 5 整除, 则将它替换为 "fizzbuzz".

提示

使用 for 循环来计数, 使用 when 表达式来决定每一步打印什么内容.

fun main() {
    // 在这里编写你的代码
}

参考答案

fun main() {
    for (number in 1..100) {
        println(
            when {
                number % 15 == 0 -> "fizzbuzz"
                number % 3 == 0 -> "fizz"
                number % 5 == 0 -> "buzz"
                else -> number.toString()
            }
        )
    }
}

习题 4

你有一个单词列表. 使用 for 和 if 来打印以 l 字母开头的单词.

提示

使用 String 类型的 .startsWith() 函数.

fun main() {
    val words = listOf("dinosaur", "limousine", "magazine", "language")
    // 在这里编写你的代码
}

参考答案

fun main() {
    val words = listOf("dinosaur", "limousine", "magazine", "language")
    for (w in words) {
        if (w.startsWith("l"))
            println(w)
    }
}

下一步

函数