Rust loop 循环

Rust 有三种重复执行代码的方式：loop、while 和 for。这一页讲 loop，它是三者中最简单、最直接的一种——一直重复下去，直到你让它停下来。

基本的 loop

fn main() {
    let mut count = 0;

    loop {
        count += 1;
        println!("{count}");

        if count == 3 {
            break;
        }
    }
}

输出：

1
2
3

▶ 动手试一试

loop 本身永远不会停，让它结束的是 break。要是没有那句 if count == 3 { break; }，这个程序就会一直打印下去。

从循环返回值

有一件事只有 loop 能做，while 和 for 做不到：你可以在 break 后面写一个值，这个值就成了整个循环的结果：

fn main() {
    let mut count = 0;

    let result = loop {
        count += 1;
        if count == 10 {
            break count * 2; // 停下来，并交回一个值
        }
    };

    println!("{result}");
}

输出：

▶ 动手试一试

像“不断重试直到成功，然后把结果给我”这种场景，用它就很方便——在真实的代码里，你见到这种写法的次数会比想象中多。

注意循环结尾的 } 后面有个分号。整个 loop { ... } 是 let result = ...; 的右边部分，所以这条 let 语句末尾需要 ;，就像 let x = 5; 一样。

为什么用 `loop` 而不是 `while true`？

如果你学过别的语言，可能会把无限循环写成 while true { ... }。这在 Rust 里也能运行，但编译器会给出警告：

warning: denote infinite loops with `loop { ... }`
 --> src/main.rs:5:5
  |
5 |     while true {
  |     ^^^^^^^^^^ help: use `loop`

这条警告的意思是：请用 loop { ... } 来表示无限循环。这不只是风格问题。Rust 知道 loop 的循环体一定会执行，而且唯一的出口就是 break。对于 while true，Rust 不会这样假设，因为它不去看条件的值。当一个变量在循环里才被赋值时，这一点就很关键了：

fn main() {
    let mut n = 1;
    let answer; // 还没有值

    loop {
        if n * n > 50 {
            answer = n * n; // 在离开之前给它赋值
            break;
        }
        n += 1;
    }

    println!("第一个大于 50 的平方数是 {answer}");
}

输出：

第一个大于 50 的平方数是 64

▶ 动手试一试

用 loop 时，Rust 能看出走到 println! 的唯一途径就是那个 break，所以 answer 一定已经赋值了。把 loop 改成 while true，你就会得到 error[E0381]: used binding answer is possibly-uninitialized（使用的绑定 answer 可能未初始化）。编译器认为，这个循环有可能一次 if 都没执行就结束了。

实际写代码时，这个程序最简洁的写法是用上面学过的带值的 break：let answer = loop { ... break n * n; ... };。不管哪种写法，道理都一样：当你的意思是“一直循环，直到我 break”，就写 loop。

什么时候用 loop

如果你事先不知道要重复多少次——你是在等某个条件成立，而不是数过一个范围或一个列表——那 loop 就是合适的选择。如果是计数或遍历集合，while 和 for（接下来会讲）通常读起来更清楚。

练习

1. 发射倒计时

用 loop 打印从 5 到 1 的倒计时，然后打印 发射！。提示：从 let mut n = 5; 开始，等 n 到 0 时 break。

查看答案

fn main() {
    let mut n = 5;

    loop {
        if n == 0 {
            break;
        }
        println!("{n}...");
        n -= 1;
    }

    println!("发射！");
}

输出：

5...
4...
3...
2...
1...
发射！

▶ 动手试一试

检查写在最前面，所以当 n 变成 0 时，循环在打印 0... 之前就停下了。

2. 第一个大于 1000 的 2 的幂

从 1 开始不断翻倍。用带值的 break 得到第一个大于 1000 的数，并统计一共翻倍了多少次。提示：在循环外面放一个 mut 计数器，写成 let power = loop { ... };。

查看答案

fn main() {
    let mut value = 1;
    let mut doublings = 0;

    let power = loop {
        value *= 2;
        doublings += 1;
        if value > 1000 {
            break value;
        }
    };

    println!("翻倍 {doublings} 次后得到 {power}");
}

输出：

翻倍 10 次后得到 1024

▶ 动手试一试

break value; 结束循环，并把 value 交给 power。计数器放在循环外面，所以循环结束后它的值还在。

总结

loop 会一直重复，直到遇到 break 才停下——一定要确保有一个 break。
break value; 会停止循环，并且把 value 作为整个循环表达式的结果返回。
要写 loop，不要写 while true：Rust 知道 loop 的循环体一定会执行，这能帮它检查你的变量。
当你要“一直重复，直到某件事发生”时用 loop；要数固定的次数时就不必用它。

小测验

1. 是什么让一个单纯的 loop 不会永远运行下去？

2. 在循环里写 break count * 2; 有什么效果？

3. 根据这一页的内容，什么时候 loop 比 while 或 for 更合适？

4. 在 Rust 里写 while true { ... } 会怎样？

得分: 0 / 4

Rust loop 循环

基本的 loop

从循环返回值

为什么用 loop 而不是 while true？

什么时候用 loop

练习

1. 发射倒计时

2. 第一个大于 1000 的 2 的幂

总结

小测验

延伸阅读

为什么用 `loop` 而不是 `while true`？