Question

我正在尝试编写一些示例，以解释何时应使用while循环以及何时应使用for循环。

寻找适合初学者和新手的有趣案例时，我意识到，while循环的绝大多数教科书示例将如下所示：

i = 0
while i < 10:
    do something
    i = i + 1

“做某事”可能正在打印奇数，对i进行平方等。但是，使用for循环显然可以轻松地编写所有这些代码！

我正在寻找更有趣的示例。他们必须是：

适合年轻的程序员（例如，不需要太多数学运算，例如数字根查找或Collatz猜想中的序列）
使用while循环而不是for可以更轻松（或更直观）地解决问题。
它有一些实际用途（例如，我可以做while random() < 0.95，但这有什么实际用途？）

我能想到的唯一例子是当从用户那里获得一个列表输入（例如，要求和的数字）时，但是用户将不得不使用特殊输入来终止它，这似乎毫无意义，因为用户可以提前说出序列中有多少个条目。

Answer 1

FOR循环和WHILE循环之间的根本区别在于，对于FOR循环，迭代次数受循环开始之前已知的常数限制，而对于WHILE循环，迭代次数可以是无限的，未知的或无限的。

因此，仅提供WHILE循环的语言是图灵完备的，而仅提供FOR循环的语言则不是图灵完成的。

因此，只有WHILE循环才能做的第一件事就是无限循环。可以轻松地建模为无限循环的事物是例如Web服务器，Netflix客户端，游戏循环，GUI事件循环或操作系统：

WHILE (r = nextHttpRequest):
    handle(r)
END

WHILE (p = nextVideoStreamPacket):
    frame = decode(p)
    draw(frame)
END

WHILE (a = playerAction):
    computeNextFrame(a)
END

WHILE (e = nextEvent):
    handle(e)
END

WHILE (s = sysCall):
    process(s)
END

一个很好的例子是，循环不是无限的，但是事先不知道边界，是（如您在问题中已经提到的）要求用户输入。像这样：

WHILE (askBoolean("Do you want to play again?")):
    playGame()
END

另一个很好的例子是处理一个类似C的字符串，其中字符串的长度是未知的，但是是有限的。对于链表或 any 数据结构，情况相同，即“下一个”的概念，但没有“大小”的概念，而是有一些标记以结束（例如，用C中的NUL终止的字符串）或一种检查是否存在下一个元素的方法（例如，Java中的Iterator）：

WHILE ((element = getNext()) != END_MARKER):
    process(element)
END

WHILE (hasNextElement):
    process(getNext())
END

在某些情况下，可以使用FOR循环来处理，但是WHILE循环更优雅。我可以想到的一种情况是，迭代次数的界限是预先知道的，它是恒定的，但是已知界限非常大，而实际需要的迭代数目显着小于该界限。

不幸的是，我无法提出一个现实的例子，也许有人可以。这样一来，FOR循环通常看起来像这样，以便从实际的迭代次数一直跳到上限：

FOR (i FROM 1 TO $SOME_LARGE_UPPER_BOUND):
    IF (terminationConditionReached):
        NOOP()
    ELSE:
        doSomethingInteresting()
    END
END

最好用

表示

WHILE (NOT terminationConditionReached):
    doSomethingInteresting()
END

如果FOR的值值得关注，在这种情况下使用i循环可能是合理的：

FOR (i FROM 1 TO $SOME_LARGE_UPPER_BOUND):
    IF (terminationConditionReached):
        NOOP()
    ELSE:
        doSomethingInterestingWithI(i)
    END
END

我可以想到的最后一种情况是，即使迭代次数受已知常数限制，WHILE循环比FOR循环更合适。对于循环来说“非常有趣”。

例如，井字游戏循环最多只需要9步，因此可以将其建模为FOR循环：

FOR (i FROM 1 TO 9):
    IF (player1Won OR player2Won):
        NOOP
    ELSE:
        makeMove()
    END
END

但是，数字“ 9”在这里并不是很有趣。有趣的是，一个玩家拥有一个玩家，还是一个棋盘已满：

WHILE (NOT (player1Won OR player2Won OR boardFull)):
    makeMove()
END

[注意：至少如果与孩子玩游戏时，这也是倒数第二个例子，即已知上限为9，但是很多游戏会少于9步。但是，我仍然想找到一个示例，这也不是一个语义上不有趣的终止条件的示例。]

因此，在这里，我们有两种情况：一种，无法使用FOR循环（当边界未知，不存在或无限时），以及一种，其中可以使用FOR循环，但是WHILE循环更能实现意图揭示。

使用while循环的简单示例

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