計算機程式設計/控制

這篇計算機程式設計文章適用於虛擬碼、Ada 和 ooc。

條件語句

條件子句是程式碼塊，只有當特定表示式（條件）為真時才會執行。

if-else

if-else 語句是最簡單的條件語句。它們也被稱為分支，因為當程式在執行期間到達 if 語句時，控制權將“分支”到兩個或多個“方向”中的一個。if-else 語句通常採用以下形式

if (condition):
    statement
else:
    other statement

如果滿足原始條件，則執行第一個語句中的所有程式碼。可選的 else 部分指定了一個備用語句，如果條件為假，則執行該語句。確切的語法在不同的程式語言中會有所不同，但大多數程式語言（尤其是過程式和結構化語言）都會內建某種形式的 if-else 條件語句。if-else 語句通常可以擴充套件到以下形式

if (condition):
    statement
else if (condition):
    other statement
else if (condition):
    other statement
...
else (condition):
    another statement

整個塊中只執行一個語句。這個語句將是第一個條件為真的語句。藉助示例，可以更容易地理解 if-else-if 結構的概念

if (temperature is equal to or greater than 40 degrees celsius):
    print "It's extremely hot"
else if (temperature is between 30 and 39 degrees):
    print "It's hot"
else if (temperature is between 20 and 29 degrees):
    print "It's warm"
else if (temperature is between 10 and 19 degrees):
    print "It's cool"
else if (temperature is between 0 and 9 degrees):
    print "It's cold"
else:
    print "It's freezing"

最佳化提示

當這個程式執行時，計算機將按順序檢查所有條件，直到其中一個條件與其對真的概念匹配。一旦發生這種情況，程式將執行緊跟在條件後面的語句並繼續，而不會檢查任何其他條件。出於這個原因，當您嘗試最佳化程式時，最好按照降序機率排序您的 if-else 條件。這將確保在最常見的情況下，計算機需要做的工作更少，因為它很可能只需要檢查一兩個“分支”就能找到它應該執行的語句。但是，在第一次編寫程式時，儘量不要考慮太多，以免發現自己進行了過早最佳化。

話雖如此，您應該知道，當所討論的語句沒有副作用時，最佳化編譯器可能會隨意重新排列您的 if 語句。除了其他技術之外，最佳化編譯器甚至可能會應用跳轉表和二分查詢。

case

通常有必要將一個特定變數與多個常量表達式進行比較。對於這種條件表示式，存在 case 語句。例如

case X :
  when 1 :

     Walk_The_Dog;

  when 5 :

     Launch_Nuke;

  when 8 or 10 :

     Sell_All_Stock;

  when others :

     Self_Destruct;

esac;

無條件語句

無條件語句允許您在沒有條件的情況下改變程式的流程。使用無條件語句時要小心。通常它們會使程式難以理解。閱讀 goto 邪惡嗎？獲取更多資訊。

return

結束函式並返回到呼叫過程或函式。

對於過程

return

對於函式

return Value

goto

Goto 將控制權轉移到標籤後面的語句。

goto Label

Dont_Do_Something;

Label :

goto 邪惡嗎？

自從 Dikstra 教授發表了他的文章關於 Go To 語句的思考以來，goto 在結構化程式語言中被認為是不好的做法，事實上，許多程式設計風格指南禁止使用 goto 語句。但經常被忽略的是，任何不是過程或函式中最後一個語句的返回也是無條件語句——一種偽裝的 goto。不過有一個重要的區別：返回是 goto 的一種僅向前使用。異常也是一種 goto 語句；注意它們不需要指定要去哪裡。

因此，如果您有包含多個 return 語句的函式和過程，您就會破壞程式的結構，類似於使用 goto。在實踐中，幾乎每個程式設計師都熟悉 'return' 語句及其相關行為；因此，在可讀性方面，以下兩個示例幾乎相同

還要注意，Ada 中的 goto 語句比其他語言中的更安全，因為它不允許您將控制權

轉移到主體之外；
在 case 語句、if 語句或 select 語句的不同備選方案之間；
在不同的異常處理程式之間；或者從已處理_語句序列的異常處理程式返回到其語句序列。

procedure Use_Return
  Do_Something

  if Test : return

  Do_Something_Else

  return
end

procedure Use_Goto
  Do_Something
  
  if Test : goto Exit

  Do_Something_Else

  Exit :
  return
end

由於使用 goto 需要宣告標籤，因此 goto 的可讀性實際上是 return 的兩倍。因此，如果可讀性是您的關注點，而不是嚴格的“不要使用 goto”程式設計規則，那麼您應該使用 goto 而不是多個 return。當然，最好的方法是結構化方法，不需要 goto 也不需要多個 return

procedure Use_If
  Do_Something;
     
  if not Test :

     Do_Something_Else;

  fi;

  return
end

迴圈

迴圈允許您重複執行一組語句。

無限迴圈

無限迴圈是一個永遠不會結束的迴圈，迴圈內的語句會永遠重複。術語“無限迴圈”是一個相對術語；如果正在執行的程式被一些超出程式控制範圍的方式強行終止，那麼無限迴圈確實會結束。

loop :

  Do_Something;   

repeat

開頭帶條件的迴圈

此迴圈在開頭有一個條件。只要滿足條件，這些語句就會重複執行。如果一開始條件不滿足，那麼迴圈內的語句永遠不會執行。

while (X < 5) :

  let X := Calculate_Something

repeat

結尾帶條件的迴圈

這種迴圈的條件在末尾，語句會重複執行，直到條件滿足。由於檢查是在末尾進行的，因此語句至少會執行一次。

loop

    X := Calculate_Something

until (X > 5)

帶中間條件的迴圈

有時需要先進行計算，並在滿足特定條件時退出迴圈。但是，如果條件不滿足，則需要做其他事情。因此，你需要一個在中間設定退出條件的迴圈。

loop

   X := Calculate_Something

   if X > 5 : exit

   Do_Something (X)

repeat

for 迴圈

通常情況下，需要一個迴圈，將特定變數從給定的起始值向上或向下計數到特定結束值。你可以在這裡使用 while 迴圈 - 但由於這是一個非常常見的迴圈，因此可以使用更簡單的語法。

for I := 1 to 10 :
 
   Do_Something (I)

repeat

陣列上的 for 迴圈

另一種非常常見的情況是，需要一個迴圈，它遍歷陣列中的每個元素。以下示例程式碼展示瞭如何實現這一點。

for-each I in X :

    X [I] := Get_Next_Element;

repeat