Pętla while w Zero: iteracja w języku dla agentów

Podstawy

while wykonuje swoje ciało, dopóki warunek typu bool pozostaje true:

while condition {
    // ciało
}

Kompilator sprawdza warunek przed każdą iteracją:

• true: wykonaj ciało, potem sprawdź ponownie.
• false: zakończ pętlę.

Prosta ilustracja z przykładów Zero, z warunkiem, który od początku jest false:

pub fun main(world: World) -> Void raises {
    while false {
        check world.out.write("unreachable\n")
    }
    check world.out.write("countdown done\n")
}

Po uruchomieniu wykona się tylko drugie write. Ciało while nigdy się nie wykonuje, bo warunek był false już przy pierwszym sprawdzeniu.

Warunek jest typu bool

Tak jak w if/else, warunek pętli musi być typu bool. Zero nie zamienia liczb całkowitych, tekstów ani innych wartości na wartość logiczną.

while count {              // błąd kompilacji
    // ...
}

while count > 0 {          // OK
    // ...
}

Warunkiem może być wszystko, co daje w wyniku bool: wiązanie, porównanie, połączenie &&/|| albo wywołanie funkcji. Obowiązują te same zasady co w if.

Pętle z licznikiem

Klasyczny wzorzec "zrób coś N razy" używa licznika i while:

let mut i = 0
while i < 10 {
    // praca do wykonania
    i = i + 1
}

Trzy elementy: wartość początkowa, warunek porównujący z granicą i aktualizacja w ciele. Ten wzorzec ma każdy język imperatywny; Zero po prostu nie ubiera go w słowo kluczowe for.

Uwaga do zapisu mut powyżej: sposób zapisu mutowalnych wiązań w twoim toolchainie może się różnić w wersjach przed 1.0. Uruchom zero check --json na małym teście, aby potwierdzić dokładną składnię akceptowaną przez twój kompilator. Stała jest idea wzorca (licznik + warunek + aktualizacja).

Pętle nieskończone

while, którego warunek zawsze jest true, działa w nieskończoność:

while true {
    // czekaj na zadanie, obsłuż je, powtórz
}

To właściwy kształt dla pętli zdarzeń, REPL-a albo długo działającego serwera. Aby z niej wyjść, kończy się proces, zgłasza błąd z ciała albo przebudowuje kod tak, by warunek przestał być spełniony.

Kiedy sięgać po pętlę

Pętli warto używać oszczędnie. To, co w innych językach wygląda jak pętla, w Zero często ma czytelniejszy kształt:

• Przechodzenie po stałej kolekcji: lepiej użyć funkcji udostępnianej przez bibliotekę standardową albo twój shape, czyli funkcji pomocniczej w stylu forEach, operacji fold albo rekurencyjnego przejścia.
• Czytanie do końca wejścia: zapętl zawodny odczyt, ale granicę obsłuż czysto przez check i raises, zamiast zagnieżdżać flagi stanu.
• Odpytywanie o warunek: zastanów się, czy projekt nie powinien raczej przekazać ci sygnału. Pętle odpytujące to zły znak w każdym języku systemowym.

Ta sama intuicja dotyczy agentów: zwięzły, deklaratywny kształt łatwiej przeanalizować niż ręcznie pisaną pętlę z licznikiem, zarówno ludziom, jak i generatorom kodu.

Pętle a efekty

Ciało while, jak każdy inny blok, może wykonywać I/O, ale tylko jeśli ma dostęp do capability World (lub jej wycinka). Funkcja, której sygnatura nie wspomina o World, może zapętlać się do woli, ale nie może niczego zapisać na zewnątrz. Ta właściwość obowiązuje także w ciele pętli; pętla nie daje żadnych nowych capabilities.

Brzmi to oczywiście, ale właśnie dzięki temu możesz umieścić while w "czystej" funkcji obliczeniowej i wciąż wiedzieć, na podstawie samej sygnatury, że niczego nie wypisze ani nie zapisze na dysk.

Uwagi o stylu

Kilka drobnych nawyków, które się opłacają:

• Niech warunek będzie oczywisty. Jeśli warunek wykonuje prawdziwą pracę, przenieś ją do nazwanej funkcji lub wiązania, żeby pętla czytała się czysto.
• Aktualizuj licznik na końcu ciała, a nie w wielu miejscach. Łatwiej wtedy wyłapać błędy o jeden.
• Wybieraj warunki wyjścia, które da się wyrazić jako warunek samej pętli, zamiast flag przełączanych w połowie iteracji. Mniej ruchomych części.

Dalej: shape

Znasz już podstawowe sterowanie przepływem w Zero. Następny rozdział dotyczy modelowania danych i zaczyna się od shape, czyli typów produktowych Zero podobnych do struktur.