如何告诉 Scala 编译器 while 循环将返回一个值？答案

【问题标题】：How to tell the Scala compiler that a while loop will return a value?如何告诉 Scala 编译器 while 循环将返回一个值？
【发布时间】：2012-08-23 07:37:22
【问题描述】：

有些算法会在条件为真的情况下执行一个 while 循环，并且（肯定）会在某个点以 while 循环体内的 return 语句结束。例如：

def foo: Int = {
  while(true) {
    // At some time, the while loop will do a return statement inside its body
    if( ... )
      return 0
  }
}

简单示例（无语义）：

def foo: Int = {
  var i = 0
  while(true) {
    i += 1
    if(i == 10)
      return 0
  }
}

Scala 编译器抱怨类型不匹配，因为 while 循环的类型为 Unit 并且编译器不知道 while 循环在某些时候会返回一个值。我们可以通过以下解决方法解决此问题：

def foo: Int = {
  var i = 0
  while(true) {
    i += 1
    if(i == 10)
      return 0
  }
  0 // !
}

但这看起来很难看。有更好的解决方法吗？或者对于这类问题有更好的解决方案？

【问题讨论】：

你为什么不把测试条件放在你有true的地方？
请不要使用 while(true) ... 或 ELSE，请使用参与者、Future 或并发计算中的任何结构来处理没有终止的问题。

标签： scala loops

【解决方案1】：

你可以抛出异常：

def foo: Int = {
  var i = 0
  while(true) {
    i += 1
    if(i == 10)
      return 0
  }
  throw new IllegalStateException("This should never happen")
}

编译器将停止抱怨类型不匹配，并且由于 while 循环总是返回一些东西，所以永远不会抛出异常。如果是这样，您将很快发现您做错了什么:)。

还有其他方法可以编写这个循环，它们更符合规范和 Scala 风格，但鉴于您提供的代码，这将以一种清晰简单的方式完成工作。

【讨论】：

不错！值得注意的是，这是因为throw 表达式的类型为Nothing，这是所有事物的子类型——包括Int。
我不喜欢 Scala 的异常（或 while(true) ...），但真诚地，对于极简代码更改来说，这是一个不错的选择。
@jqno 谢谢，很好的解决方案。

【解决方案2】：

也许你应该只使用尾递归。它应该最终编译成非常相似的字节码：

import scala.annotation.tailrec

def foo: Int = {
  @tailrec def bar(i: Int): Int = {
    val j = i + 1
    if (j == 10) return 0
    else bar(j)
  }
  bar(0)
}

您甚至可能想要使用默认参数值支持：

@tailrec def foo(i: Int = 0): Int = {
  val j = i + 1
  if (j == 10) return 0
  else foo(j)
}

请注意，这种方式需要您将函数调用为 foo() 而不是 foo，因为它有一个参数。

【讨论】：

【解决方案3】：

更惯用的方法是使用递归。像这样的：

  def foo: Int = { 
    import scala.annotation.tailrec
    @tailrec def whileUnderTen(i: Int):Int = if ( i < 10) whileUnderTen(i+1) else 0
    whileUnderTen(0)
  }

【讨论】：

为什么这是首选的成语？对我来说，需要一个辅助函数来处理递归只是分散了样板的注意力，所以“递归更好”就像教条一样。我从来不明白反对一个循环的参数是什么，当它完成时返回（例如在collectFirst中实现）。寻求启蒙！
@Paul - 避免忘记增加循环会稍微容易一些（例如，如果你忘记了一个分支，编译器会抱怨你没有返回值），而且通常也更容易验证任何被更新的状态实际上都是更新的（因为你传入它）。我仍然经常更喜欢 while 循环（简单情况下的样板更少，有时更明显的终止条件），但它们都有自己的优势。
对。只是对我来说，“递归更好”的响应有时有点不假思索（这里不一定是 Jan 的情况，我赶紧补充一下！）。虽然（或 for）循环不会自动成为代码异味，IMO。
你有一个 def 和一个调用，而不是一个 while 和一个 var 定义。我不认为这比当务之急更样板。 ;-) 递归方法/函数的一个优点是您可以重用它们（当然不是在这个简单的示例中）

【解决方案4】：

对于这些场合，我在我的个人标准库中定义了一个“永远”构造。

forever{
}

在所有方面都等同于

while(true){
}

除了forever 的类型为Nothing 而等效的while 构造的类型为Unit。这只是让 Scala 如此有趣的小型扩展功能之一。

【讨论】：