Python 不设计 do-while 循环结构的理由_开发_开发者

在某些编程语言中，例如 C/C++、C#、php、java、javascript 等等，do-while 是一种基本的循环结构。

它的核心语义是：先执行一遍循环体代码，然后执行一遍条件语句，若条件语句判断为真，则继续执行循环体代码，并再次执行条件语句；直到条件语句判断为假，则跳出循环结构。

流程图如下（Java 示例）：

Python 不设计 do-while 循环结构的理由

// 打印小于 20 的数字
public class Test {
   public static void main(String[] args){
      int x = 10;
    http://www.cppcns.com  do {
         System.out.print("value of x : " + x );
         x++;
         System.out.print("\n");
      } while(x < 20);
   }
}

python 并不支持 do-while 结构，“do”并不是一个有效的关键字。

那么，为什么 Python 不提供这种语法结构呢，这种现状的背后有何种设计考量因素呢？

在回答这个问题之前，让我们再仔细思考一下 do-while 语法可以解决什么问题，看看使用这种结构能带来什么好处？

最显而易见的好处是：do-while 语法保证了会先执行一遍循环体代码。

它的使用场景也许不多，但是，跟普通的 while 循环或者 for 循环语法的“条件前置”思想不同，它体现的是一种“条件后置”的编程逻辑，也是一种控制循环的常见方式。

它们的关系似乎有点像 C/C++ 这些语言中的i++与++i操作http://www.cppcns.com的区别，在某些特殊场合中，也许会更为高效。

除了这一特点，这种结构最大的应用场景其实是在 C/C++ 中特殊的do {...} while (0) 用法。这在很多开源项目的源码中都能找到踪迹，例如 linux、Redis 以及 CPython 解释器，等等。

这里面的数字 0 表示布尔值 False，意味着循环只会执行一遍，然后就跳出。

这样的写法是不是很诡异？所谓“循环”，一般就意味着程序体会被反复执行多次，但是，do {...} while (0) 却偏偏只需要它执行一遍，这初看起来是有点多余啊。

这种写法主要用在宏函数的定义中，可以解决宏代码块的编译问题，使代码按照我们的意图而合理分块。

另外，do {...} while (0) 结合 break 使用，还可以实现很优雅的跳转控制效果。

在下面的示例中，步骤 1、4 和 5 要求必须执行，而步骤 2 取决于步骤 1 的执行结果，步骤 3 则取决于步骤 2 的执行结果。

do {
  // 执行步骤 1 
  if (条件1失败) {http://www.cppcns.com
    break;
  }
  // 执行步骤 2 
  if (条件2失败) {
    break;
  }
  // 执行步骤 3 
  if (条件3失败) {
    breaPmYuAk;
  }
} while(0);
// 执行步骤 4
// 执行步骤 5

在这种场景中，我们确实只需要按照顺序执行一遍。do-while 结构很清晰，避免造成多层条件嵌套或者设置诸多额外标记的局面。

最后还有一点，在汇编层面，do-while 比 while 更接近汇编语言的逻辑，可以节省使用指令，在过去的低内存时代，算得上是一种优化写法。

分析完 do-while 的好处后，让我们回到主题：Python 为什么不需要设计 do-while 循环语法呢？

首先，Python 离底层应用编程太远了，就不用考虑汇编指令的优化了，同时，它也不涉及宏的使用。

至于“条件前置”和“条件后置”的区别，其实并没有太大影响，而且，由于 Python 使用简洁优雅的缩进加冒号语法来划分代码块，导致直译过来的 do-while 语法看起来会很怪异（注意，直译的 while 的条件后没有其它内容）：

do:
    pass
while False

想要引入新的语法特性，必然要遵守既定的风格习惯。其它语言的 do-while 结构直译成 Python 的话，肯定不合适。

事实上，在 2003 年时，有一个 PEP 提议给 Python 加上 do-while 语法支持：

Python 不设计 do-while 循环结构的理由

PEP-315 Enhanced While Loop

该 PEP 提议增加一个可选的 do 子句，支持将 while 循环扩展成这样子：

do:
    <setup code>
while <condition>:
    <loop body>

这不是简单地从其它语言翻译成 Python，它的 while 语句后保留了 Python 的缩进用法，并不会造成直译形式的突兀结果。

加上 while 循环本身已支持的可选的 else 子句，因此，while 完整的语法结构是这样的：

while_stmt : ["do" ":" suite]
            "while" expression ":" suite
            ["else" ":" suite]

（PS.在本系列的下一篇文章，我们将解释为什么 Python 要支持 while-else 语法）

也就是说，在保持原 while 循环语法不变的情况下，PEP-315 提议支持在 while 前面使用一个可选的 do 子句。

do 子句只会执行一遍，当它里面出现 break 时，则跳出整个 do-while 循环；当 do 子句中出现 continue 时，则跳出 do 子句，进到 while 的条件判断中。

有了 do 子句后，很容易就能实现 do {...} while (0) 的跳转控制效果。

但是，这个 PEP 遭到了一些核心开发者的反对。

反对的理由是，不需要引入新的关键字和语法，仅使用现有语法就能很好地实现同样的功能：

while True:
    <setup code>
    if not <condition>:
        break
    <loop body>

Python 之父 Guido van Rossum 也持反对意见，他的原话是：

Python 不设计 do-while 循环结构的理由

Please reject the PEP. More variations along these lines won't make the

language more elegant or easier to learn. They'd just save a few hasty

folks some typing while making others who have to read/maintain their code wonder what it means.

简单翻译一下，这种 do-while 语法并不会使 Python 更优雅好用，反而会产生阅读/维护代码的理解负担。

就个人的感觉而言，我也不赞成引入 PEP-315 那种可选的 do-while 语法，虽然它比固定形式的 do-while 结构更为灵活和优雅一点。

最后稍微总结一下，do-while 作为一种常见的循环结构，在其它语言中有所发挥，它甚至还发展出了 do {...} while (0) 的典型用法，但是，do-while 能够解决的几个问题要么在 Python 中并不存在（宏定义、汇编指令），要么就是已经有更为合适而低成本的实现（跳转控制）。

看完这篇文章，你是否还有其它补充的内容呢？欢迎交流讨论。

如果你对 Python 语言设计相关的话题感兴趣，欢迎订阅 github 上的《Python为什么》系列文章（https://github.com/chinesehuazhou/python-whydo）

到此这篇关于Python 不设计 do-while 循环结构的理由的文章就介绍到这了,更多相关Python do-while 编程客栈循环结构内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！