1.2.6. Циклы и ветвление
Потратим немного времени на изучение управляющих конструкций. Мы уже видели простое предложение if и модификатор if. Существуют также парные структуры, в которых используется ключевое слово unless (в них также может присутствовать необязательная ветвь else), а равно применяемые в выражениях формы if и unless. Все они сведены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1. Условные предложения
Формы с if Формы с unless if x < 5 then statement1 end unless x >= 5 then statement1 end if x < 5 then statement1 else statement2 end unless x < 5 then statement2 else statement1 end statement1 if y == 3 statement1 unless y != 3 x = if a>0 then b else c end x = unless a<=0 then с else b end
Здесь формы с ключевыми словами if и unless, расположенные в одной строке, выполняют в точности одинаковые функции. Обратите внимание, что слово then можно опускать во всех случаях, кроме последнего (предназначенного для использования в выражениях). Также заметьте, что в модификаторах (третья строка) ветви else быть не может.
Предложение case в Ruby позволяет больше, чем в других языках. В его ветвях можно проверять различные условия, а не только сравнивать на равенство. Так, например, разрешено сопоставление с регулярным выражением. Проверки в предложении case эквивалентны оператору ветвящегося равенства (===), поведение которого зависит от объекта. Рассмотрим пример:
case "Это строка символов."
when "одно значение"
puts "Ветвь 1"
when "другое значение"
puts "Ветвь 2"
when /симв/
puts "Ветвь 3"
else
puts "Ветвь 4"
end
Этот код напечатает Ветвь 3. Почему? Сначала проверяемое выражение сравнивается на равенство с двумя строками: "одно значение" и "другое значение". Эта проверка завершается неудачно, поэтому мы переходим к третьей ветви. Там находится образец, с которым сопоставляется выражение. Поскольку оно соответствует образцу, то выполняется предложение print. В ветви else обрабатывается случай, когда ни одна из предшествующих проверок не прошла.
Если проверяемое выражение — целое число, то его можно сравнивать с целочисленным диапазоном (например, 3..8); тогда проверяется, что число попадает в диапазон. В любом случае выполняется код в первой подошедшей ветви.
В Ruby имеется богатый набор циклических конструкций. К примеру, while и until — циклы с предварительной проверкой условия, и оба работают привычным образом: в первом случае задается условие продолжения цикла, а во втором — условие завершения. Есть также их формы с модификатором, как для предложений if и unless. Кроме того, в модуле Kernel есть метод loop (по умолчанию бесконечный цикл), а в некоторых классах реализованы итераторы.
В примерах из таблицы 1.2 предполагается, что где-то определен такой массив list:
list = %w[alpha bravo charlie delta echo];
В цикле этот массив обходится и печатается каждый его элемент.
Таблица 1.2. Циклы
# Цикл 1 (while) # Цикл 2 (until) i=0 while i < list.size do print "#{list[i]} " i += 1 end i=0 until i == list.size do print "#{list[i]} " i += 1 end # Цикл 3 (for) # Цикл 4 (итератор 'each') for x in list do print "#{x} " end list.each do |x| print "#{x} " end # Цикл 5 (метод 'loop') # Цикл 6 (метод 'loop') i = 0 n=list.size-1 loop do print "#{list[i]} " i += 1 break if i > n end i=0 n=list.size-1 loop do print "#{list[i]} " i += 1 break unless i <= n end # Цикл 7 (итератор 'times') # Цикл 8 (итератор 'upto') n=list.size n.times do |i| print "#{list[i]} " end n=list.size-1 0.upto(n) do |i| print "#{list[i]} " end # Цикл 9 (for) # Цикл 10 ('each_index') n=list.size-1 for i in 0..n do print "#{list[i]} " end list.each_index do |x| print "#{list[x]} " end
Рассмотрим эти примеры более подробно. Циклы 1 и 2 — «стандартные» формы циклов while и until; ведут они себя практически одинаково, только условия противоположны. Циклы 3 и 4 — варианты предыдущих с проверкой условия в конце, а не в начале итерации. Отметим, что использование слов begin и end в этом контексте — просто грязный трюк; на самом деле это был бы блок begin/end (применяемый для обработки исключений), за которым следует модификатор while или until. Однако для тех, кто желает написать цикл с проверкой в конце, разницы нет.
На мой взгляд, конструкции 3 и 4 — самый «правильный» способ кодирования циклов. Они заметно проще всех остальных: нет ни явной инициализации, ни явной проверки или инкремента. Это возможно потому, что массив «знает» свой размер, а стандартный итератор each (цикл 6) обрабатывает такие детали автоматически. На самом деле в цикле 5 производится неявное обращение к этому итератору, поскольку цикл for работает с любым объектом, для которого определен итератор each. Цикл for — лишь сокращенная запись для вызова each; часто такие сокращения называют «синтаксической глазурью», имея в виду, что это не более чем удобная альтернативная форма другой синтаксической конструкции.
В циклах 5 и 6 используется конструкция loop. Выше мы уже отмечали, что хотя loop выглядит как ключевое слово, на самом деле это метод модуля Kernel, а вовсе не управляющая конструкция.
В циклах 7 и 8 используется тот факт, что у массива есть числовой индекс. Итератор times исполняется заданное число раз, а итератор upto увеличивает свой параметр до заданного значения. И тот, и другой для данной ситуации приспособлены плохо.
Цикл 9 — это вариант цикла for, предназначенный специально для работы со значениями индекса при помощи указания диапазона. В цикле 10 мы пробегаем весь диапазон индексов массива с помощью итератора each_index.
В предыдущих примерах мы уделили недостаточно внимания вариантам циклов while и loop с модификаторами. Они довольно часто используются из-за краткости. Вот еще два примера, в которых делается одно и то же:
perform_task() until finished
perform_task() while not finished
Также из таблицы 1.2 осталось неясным, что циклы не всегда выполняются от начала до конца. Число итераций не всегда предсказуемо. Нужны дополнительные средства управления циклами.
Первое из них — ключевое слово break, встречающееся в циклах 5 и 6. Оно позволяет досрочно выйти из цикла; в случае вложенных циклов происходит выход из самого внутреннего. Для программистов на С это интуитивно очевидно.
Ключевое слово retry применяется в двух случаях: в контексте итератора и в контексте блока begin-end (обработка исключений). В теле итератора (или цикла for) оно заставляет итератор заново выполнить инициализацию, то есть повторно вычислить переданные ему аргументы. Отметим, что к циклам общего вида это не относится.
Ключевое слово redo — обобщение retry на циклы общего вида. Оно работает в циклах while и until, как retry в итераторах.
Ключевое слово next осуществляет переход на конец самого внутреннего цикла и возобновляет исполнение с этой точки. Работает для любого цикла и итератора.
Как мы только что видели, итератор — важное понятие в Ruby. Но следует отметить, что язык позволяет определять и пользовательские итераторы, не ограничиваясь встроенными.
Стандартный итератор для любого объекта называется each. Это существенно отчасти из-за того, что позволяет использовать цикл for. Но итераторам можно давать и другие имена и применять для разных целей.
В качестве примера рассмотрим многоцелевой итератор, который имитирует цикл с проверкой условия в конце (как в конструкции do-while в С или repeat-until в Pascal):
def repeat(condition)
yield
retry if not condition
end
