Go 控制结构篇：条件语句、分支语句、循环语句和跳转语句

一、概述

流程控制主要用于设定计算执行的次序，建立程序的逻辑结构。Go 语言的流程控制和其他编程语言类似，支持如下几种流程控制语句：

• 条件语句：用于条件判断，对应的关键字有 if、else 和 else if；
• 分支语句：用于分支选择，对应的关键字有 switch、case 和 select（用于通道，后面介绍协程时会提到）；
• 循环语句：用于循环迭代，对应的关键字有 for 和 range；
• 跳转语句：用于代码跳转，对应的关键字有 goto。

在实际的使用中，往往会根据具体的业务逻辑，灵活组合上述控制语言来实现相应的功能。

二、条件语句

接下来，我们来简单介绍下各种流程控制语句的用法，首先从条件语句开始。

条件语句的示例模板如下：

// if
if condition { 
    // do something 
}

// if...else...
if condition { 
    // do something 
} else {
    // do something 
}

// if...else if...else...
if condition1 { 
    // do something 
} else if condition2 {
    // do something else 
} else {
    // catch-all or default 
}

有其他编程语言基础的同学理解起来毫不费力，我们可以编写一个简单的条件语句示例代码如下：

score := 100
if score > 90 {
    fmt.Println("Grade: A")
} else if score > 80 {
    fmt.Println("Grade: B")
} else if score > 70 {
    fmt.Println("Grade: C")
} else if score > 60 {
    fmt.Println("Grade: D")
} else {
    fmt.Println("Grade: F")
}

这段代码可用于打印指定分数对应的等级。

关于 Go 语言的条件语句，需要注意以下几点：

• 条件语句不需要使用圆括号将条件包含起来 ()；
• 无论语句体内有几条语句，花括号 {} 都是必须存在的；
• 左花括号 { 必须与 if 或者 else 处于同一行；
• 在 if 之后，条件语句之前，可以添加变量初始化语句，使用 ; 间隔，比如上述代码可以这么写 if score := 100; score > 90 {

三、分支语句

分支语句会根据传入条件的不同，选择不同的分支代码执行。

Go 语言的分支语句和其他编程语言类似，只是不需要在每个分支结构中显式通过 break 语句退出：

switch var1 {
    case val1:
        ... 
    case val2:
        ... 
    default:
        ...
}

我们可以通过分支语句改写上面条件语句的示例代码：

score := 100
switch {
case score >= 90:
    fmt.Println("Grade: A")
case score >= 80 && score < 90:
    fmt.Println("Grade: B")
case score >= 70 && score < 80:
    fmt.Println("Grade: C")
case score >= 60 && score < 70:
    fmt.Println("Grade: D")
default:
    fmt.Println("Grade: F")
}

注意这个时候，不能把变量 score 放到 switch 关键字后面，否则会报错，只有在与 case 分支值判等的时候，才可以这么做：

score := 100
switch score {
case 90, 100:
    fmt.Println("Grade: A")
case 80:
    fmt.Println("Grade: B")
case 70:
    fmt.Println("Grade: C")
case 60:
case 65:
    fmt.Println("Grade: D")
default:
    fmt.Println("Grade: F")
}

这种情况下，只有 score 变量值与给定分支条件值相等时，才会执行对应的分支语句，比如上述代码会打印 Grade: A。

合并分支

在 Go 语言中，我们可以用逗号分隔不同的分支条件来达到合并分支语句的目的，如 case 90,100，而不能像其它语言那样，通过多个相邻的 case 语句来合并相同的分支语句，比如上面的 case 60 和 case 65，因为 case 60 这个分支语句在 Go 语言中会被认为是空语句，直接退出了。

说到这里，我们要介绍下 Go 分支语句中比较有意思的一点，那就是不需要显式通过 break 语句退出某个分支，上一个分支语句代码会在下一个 case 语句出现之前自动退出，如果你想要继续执行后续分支代码，可以通过一个 fallthrough 语句来声明：

score := 60
switch score {
...
case 60:
    fallthrough
case 65:
    fmt.Println("Grade: D")
...
}

这样，就相当于合并 case 60 和 case 65 这两个分支语句了，如果 score 等于 60 的话，这次会打印 Grade: D，而不是什么也不做。

综上，在 Go 语言中使用 switch...case... 分支语句时，需要注意以下几点：

• 和条件语句一样，左花括号 { 必须与 switch 处于同一行；
• 单个 case 中，可以出现多个结果选项（通过逗号分隔）；
• 与其它语言不同，Go 语言不需要用 break 来明确退出一个 case；
• 只有在 case 中明确添加 fallthrough 关键字，才会继续执行紧跟的下一个 case；
• 可以不设定 switch 之后的条件表达式，在这种情况下，整个 switch 结构与多个 if...else... 的逻辑作用等同。

四、循环语句

1、for 循环

基本使用

与其它编程语言不同的是，Go 语言中的循环语句只支持 for 关键字，而不支持 while 和 do-while 结构。关键字 for 的基本使用方法与其他语言类似，只是循环条件不含括号，比如我们要计算 1 到 100 之间所有数字之和，可以这么做：

sum := 0 
for i := 1; i <= 100; i++ { 
    sum += i 
}
fmt.Println(sum)

打印结果是 5050。

无限循环

Go 语言不支持 while 和 do-while 循环语句，对于无限循环场景，可以通过不带循环条件的 for 语句实现，下面我们通过无限循环来改写上述计算 1 到 100 以内数字之和的实现如下：

sum := 0
i := 0
for {
    i++
    if i > 100 {
        break
    }
    sum += i
}
fmt.Println(sum)

可以看到，我们可以通过 break 语句来中断无限循环，上述代码计算结果也是 5050。

多重赋值

此外，在 for 循环条件表达式中也支持多重赋值，我们可以通过这一特性快速实现数组/切片内首尾元素的交换，如下所示：

a := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6} 
for i, j := 0, len(a) – 1; i < j; i, j = i + 1, j – 1 { 
    a[i], a[j] = a[j], a[i] 
}
fmt.Println(a)

上述代码的打印结果是 [6 5 4 3 2 1]。

嵌套循环

正如我们在多维数组中演示的那样，可以通过嵌套循环对多维数组进行遍历，这里就不再赘述了。

2、for-range 结构

另外，对于可迭代的集合（数组、切片、字典），Go 语言还支持通过 for-range 结构对其进行循环遍历，关于这个循环结构的使用我们前面已经演示过，比如我们要遍历上面的切片 a，可以这么做：

for k, v := range a {
    fmt.Println(k, v)
}

该循环结构的便利之处在于可以同时取出索引/键及对应的值。

循环过程中，要忽略索引/键，可以这么做：

for _, v := range a {
    fmt.Println(v)
}

要忽略元素值，可以这么做：

for k := range a {
    fmt.Println(k)
}

3、基于条件判断进行循环

另外，我们还可以基于条件判断进行循环，只有满足指定的条件才会执行循环体中的代码，我们可以基于这一特性改写之前实现无限循环的代码如下：

sum := 0
i := 0
for i < 100 {
    i++
    sum += i
}
fmt.Println(sum)

只有当 i 小于 100 时才会执行求和运算，等于 100 时，由于不满足判断条件会跳过循环体执行后续逻辑。

PS：这其实就是 Go 语言版本的 do-while 循环结构实现。

4、注意事项

在 Go 语言中使用循环语句时，需要注意以下几点：

• 和条件语句、分支语句一样，左花括号 { 必须与 for 处于同一行；
• 不支持 whie 和 do-while 结构的循环语句；
• 可以通过 for-range 结构对可迭代集合进行遍历；
• 支持基于条件判断进行循环迭代；
• 允许在循环条件中定义和初始化变量，且支持多重赋值；
• Go 语言的 for 循环同样支持 continue 和 break 来控制循环，但是它提供了一个更高级的 break，可以选择中断哪一个循环，如下例：

JLoop: 
for j := 0; j < 5; j++ { 
    for i := 0; i < 10; i++ { 
        if i > 5 { 
            break JLoop
        }
        fmt.Println(i)
    } 
} 

本例中，break 语句终止的是 JLoop 标签处的外层循环。

五、跳转语句

1、break 与 continue 语句

和其他编程语言一样，Go 语言支持在循环语句中通过 break 语句跳出循环，通过 continue 语句进入下一个循环。

关于 break 的基本使用示例我们在上面循环语句中已经演示过，break 的默认作用范围是该语句所在的最内部的循环体：

arr := [][]int{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}}
for i := 0; i < 3; i++ {
    for j := 0; j < 3; j++ {
        num := arr[i][j]
        if j > 1 {
            break
        }
        fmt.Println(num)
    }
}

比如这里的 break 的含义是在 j > 1 时退出最内部的循环，否则打印当前位置的数字。

continue 则用于忽略剩余的循环体而直接进入下一次循环的过程：

arr := [][]int{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}}
for i := 0; i < 3; i++ {
    for j := 0; j < 3; j++ {
        num := arr[i][j]
        if j > 1 {
            break
        } else {
            continue
        }
        fmt.Println(num)
    }
}

如果我们这样改写程序的话，上述代码不会打印任何值，因为 continue 语句会忽略后续代码直接进入下一个循环。

2、标签

Go 语言的 break 和 contine 与其他语言的不同之处在于支持与标签结合跳转到指定的标签语句，从而改变这两个语句的默认跳转逻辑，标签语句通过标签 + :进行声明：

arr := [][]int{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}}
ITERATOR1:
for i := 0; i < 3; i++ {
    for j := 0; j < 3; j++ {
        num := arr[i][j]
        if j > 1 {
            break ITERATOR1
        }
        fmt.Println(num)
    }
}

这样一来，原本退出当前循环体的 break 语句现在改为跳转到 ITERATOR1 标签对应的位置，所以对应的打印结果是：

1
2

因为此时 break 会直接跳出外层循环，如果把 break 改成 continue 则打印结果如下：

1
2
4
5
7
8

因为此时 continue 和不使用标签的 break 一样，跳出当前的内层循环，直接进入下一个外层循环。

3、goto 语句

goto 语句被多数语言学者所反对，告诫大家不要使用，因为很容易造成代码逻辑混乱，进而导致不易发现的 bug。但 Go 语言仍然支持 goto 关键字，goto 语句的语义非常简单，就是跳转到本函数内的某个标签，如：

arr := [][]int{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}}

for i := 0; i < 3; i++ {
    for j := 0; j < 3; j++ {
        num := arr[i][j]
        if j > 1 {
            goto EXIT
        }
        fmt.Println(num)
    }
}   

EXIT:
fmt.Println("Exit.")

当第一次满足 j > 1 的条件时，代码就会跳转到 EXIT 标签指定的位置，继续后续代码执行，所以上述代码的输出是：

1
2
Exit.

（本文完）