Kotlin While循环

Kotlin While循环是控制流中的基本结构之一，允许在满足特定条件时重复执行代码块。与`for`循环不同，`while`循环不依赖集合或范围，而是基于布尔表达式动态控制循环的执行。本章将详细介绍`while`和`do-while`循环的语法、工作原理及实际应用。

基本语法

Kotlin提供了两种`while`循环变体：

• `while`循环：先检查条件，再执行循环体。
• `do-while`循环：先执行循环体，再检查条件（至少执行一次）。

`while`循环

语法格式如下：

while (condition) {
    // 循环体代码
}

执行流程： 1. 检查条件是否为`true`。 2. 若为`true`，执行循环体，然后返回步骤1；否则退出循环。

flowchart TD A[开始] --> B{条件为真?} B -- 是 --> C[执行循环体] C --> B B -- 否 --> D[结束]

示例：计算1到5的和

fun main() {
    var sum = 0
    var i = 1
    while (i <= 5) {
        sum += i
        i++
    }
    println("Sum: $sum") // 输出: Sum: 15
}

`do-while`循环

语法格式如下：

do {
    // 循环体代码
} while (condition)

关键区别：循环体至少执行一次，即使条件初始为`false`。

示例：用户输入验证

fun main() {
    var input: String
    do {
        print("Enter 'quit' to exit: ")
        input = readLine() ?: ""
    } while (input != "quit")
}

循环控制语句

• `break`：立即退出整个循环。
• `continue`：跳过当前迭代，进入下一次循环检查。

示例：在`while`循环中使用`break`

fun main() {
    var x = 0
    while (x++ < 100) {
        if (x == 5) break
        println(x)
    }
    // 输出: 1 2 3 4
}

实际应用场景

场景1：游戏循环

在游戏开发中，`while`循环常用于主游戏循环：

var isGameRunning = true
while (isGameRunning) {
    updateGameState()
    renderGraphics()
    isGameRunning = checkPlayerStatus()
}

场景2：数据处理

读取文件直到结束：

val reader = File("data.txt").bufferedReader()
var line: String?
while (reader.readLine().also { line = it } != null) {
    processLine(line!!)
}

数学表达与循环

`while`循环可用于实现数值逼近算法，如计算平方根（牛顿迭代法）： $x_{n+1}=\frac{1}{2}(x_n+\frac{S}{x_n})$

fun sqrt(S: Double): Double {
    var x = S
    var prev = 0.0
    while (Math.abs(x - prev) > 1e-6) {
        prev = x
        x = 0.5 * (x + S / x)
    }
    return x
}

常见问题

问题	解决方案
无限循环	确保循环条件最终变为`false`
未初始化变量	在循环外正确初始化控制变量
逻辑错误	使用`println`调试循环变量

性能考虑

• 避免在循环条件中执行复杂计算（如函数调用），应预先计算或缓存结果。
• 对于确定次数的迭代，优先使用`for`循环。

进阶技巧

• 结合标签实现嵌套循环控制：

outer@ while (condition1) {
    while (condition2) {
        if (check()) break@outer
    }
}

• 使用`generateSequence`实现函数式替代：

generateSequence(1) { it + 1 }
    .takeWhile { it <= 100 }
    .forEach { println(it) }