Flujo de Control
La capacidad de ejecutar algún código dependiendo de si una condición es true
y ejecutar algún código repetidamente mientras una condición es true son
elementos básicos en la mayoría de los lenguajes de programación.
Las construcciones más comunes que le permiten controlar el flujo de ejecución
del código Rust son las expresiones if y los bucles.
Expresiones if
Una expresión if le permite dividir su código según las condiciones.
Proporciona una condición y luego dice: “Si se cumple esta condición, ejecute
este bloque de código. Si la condición no se cumple, no ejecute este bloque de
código.”
Cree un nuevo proyecto llamado branches en su directorio projects para
explorar la expresión if. En el archivo src/main.rs, ingrese lo siguiente:
Nombre de archivo: src/main.rs
fn main() { let number = 3; if number < 5 { println!("condition was true"); } else { println!("condition was false"); } }
Todas las expresiones if comienzan con la palabra clave if, seguida de una
condición. En este caso, la condición comprueba si la variable number tiene un
valor menor que 5. Colocamos el bloque de código para ejecutar si la condición
es true inmediatamente después de la condición dentro de llaves. Los bloques
de código asociados con las condiciones en las expresiones if a veces se
llaman brazos, al igual que los brazos en las expresiones match que
discutimos en la sección
“Comparando la Adivinanza
con el Número Secreto”
del Capítulo 2.
Opcionalmente, también podemos incluir una expresión else, que elegimos
hacer aquí, para dar al programa un bloque de código alternativo para ejecutar
si la condición evaluada es false. Si no proporciona una expresión else
y la condición es false, el programa va a ignorar el bloque if y continuará
con el siguiente fragmento de código.
Intente ejecutar este código; Debería ver la siguiente salida:
$ cargo run
Compiling branches v0.1.0 (file:///projects/branches)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.31s
Running `target/debug/branches`
condition was true
Vamos a intentar cambiar el valor de number a un valor que haga que la
condición sea false para ver qué sucede:
fn main() {
let number = 7;
if number < 5 {
println!("condition was true");
} else {
println!("condition was false");
}
}Ejecute el programa nuevamente y observe la salida:
$ cargo run
Compiling branches v0.1.0 (file:///projects/branches)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.31s
Running `target/debug/branches`
condition was false
También vale la pena señalar que la condición en este código debe ser un
bool. Si la condición no es un bool, obtendremos un error. Por ejemplo,
intente ejecutar el siguiente código:
Nombre de archivo: src/main.rs
fn main() {
let number = 3;
if number {
println!("number was three");
}
}La condición if se evalúa como un valor de 3 esta vez, y Rust arroja un
error:
$ cargo run
Compiling branches v0.1.0 (file:///projects/branches)
error[E0308]: mismatched types
--> src/main.rs:4:8
|
4 | if number {
| ^^^^^^ expected `bool`, found integer
For more information about this error, try `rustc --explain E0308`.
error: could not compile `branches` (bin "branches") due to 1 previous error
El error indica que Rust esperaba un bool pero obtuvo un entero. A diferencia
de los lenguajes como Ruby y JavaScript, Rust no intentará convertir
automáticamente los tipos no booleanos en un booleano. Debes ser explícito y
siempre proporcionar a if un booleano como su condición. Si queremos que el
bloque de código if se ejecute solo cuando un número no sea igual a 0, por
ejemplo, podemos cambiar la expresión if a lo siguiente:
Nombre de archivo: src/main.rs
fn main() { let number = 3; if number != 0 { println!("number was something other than zero"); } }
Ejecutando este código imprimirá number was something other than zero.
Manejo de múltiples condiciones con else if
Puede usar múltiples condiciones combinando if y else en una expresión
else if. Por ejemplo:
Nombre de archivo: src/main.rs
fn main() { let number = 6; if number % 4 == 0 { println!("number is divisible by 4"); } else if number % 3 == 0 { println!("number is divisible by 3"); } else if number % 2 == 0 { println!("number is divisible by 2"); } else { println!("number is not divisible by 4, 3, or 2"); } }
Este programa tiene cuatro posibles caminos que puede tomar. Después de ejecutarlo, debería ver la siguiente salida:
$ cargo run
Compiling branches v0.1.0 (file:///projects/branches)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.31s
Running `target/debug/branches`
number is divisible by 3
Cuando se ejecuta este programa, verifica cada expresión if en orden y
ejecuta el primer cuerpo para el cual la condición se evalúa como true. Tenga
en cuenta que incluso si 6 es divisible por 2, no vemos la salida number is divisible by 2, ni vemos el texto number is not divisible by 4, 3, or 2 del
bloque else. Esto se debe a que Rust solo ejecuta el bloque para la primera
condición true, y una vez que encuentra una, ni siquiera verifica el resto.
El uso de demasiadas expresiones else if puede ensuciar su código, por lo que
si tiene más de una, es posible que desee refactorizar su código. El capítulo 6
describe una poderosa construcción de ramificación de Rust llamada match para
estos casos.
Usando if en una declaración let
Dado que if es una expresión, podemos usarlo en el lado derecho de una
declaración let para asignar el resultado a una variable, como en el Listado
3-2.
Nombre de archivo: src/main.rs
fn main() { let condition = true; let number = if condition { 5 } else { 6 }; println!("The value of number is: {number}"); }
Listado 3-2: Asignando el resultado de una expresión
if a una variable
La variable number estará vinculada a un valor basado en el resultado de la
expresión if. Ejecute este código para ver qué sucede:
$ cargo run
Compiling branches v0.1.0 (file:///projects/branches)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.30s
Running `target/debug/branches`
The value of number is: 5
Recuerde que los bloques de código se evalúan en la última expresión de ellos y
los números por sí mismos también son expresiones. En este caso, el valor de
la expresión if en su conjunto depende de qué bloque de código se ejecuta.
Esto significa que los valores que tienen el potencial de ser resultados de cada
rama del if deben ser del mismo tipo; en el Listado 3-2, los resultados de
ambas ramas del if y la rama else fueron enteros i32. Si los tipos no
coinciden, como en el siguiente ejemplo, obtendremos un error:
Nombre de archivo: src/main.rs
fn main() {
let condition = true;
let number = if condition { 5 } else { "six" };
println!("The value of number is: {number}");
}Cuando intentamos compilar este código, obtendremos un error. Las ramas if y
else tienen tipos de valor que son incompatibles, y Rust indica exactamente
dónde encontrar el problema en el programa:
$ cargo run
Compiling branches v0.1.0 (file:///projects/branches)
error[E0308]: `if` and `else` have incompatible types
--> src/main.rs:4:44
|
4 | let number = if condition { 5 } else { "six" };
| - ^^^^^ expected integer, found `&str`
| |
| expected because of this
For more information about this error, try `rustc --explain E0308`.
error: could not compile `branches` (bin "branches") due to 1 previous error
La expresión en el bloque if se evalúa como un entero, y la expresión en el
bloque else se evalúa como una cadena. Esto no funcionará porque las
variables deben tener un solo tipo, y Rust necesita saber en tiempo de
compilación qué tipo tiene la variable number, definitivamente. Conocer el
tipo de number permite al compilador verificar que el tipo sea válido en
cualquier lugar que usemos number. Rust no podría hacerlo si el tipo de
number solo se determinara en tiempo de ejecución; el compilador sería más
complejo y haría menos garantías sobre el código si tuviera que rastrear
diversos tipos hipotéticos para cualquier variable.
Repetición con bucles
A menudo es útil ejecutar un bloque de código más de una vez. Para esta tarea, Rust proporciona varios bucles, que ejecutarán el código dentro del cuerpo del bucle hasta el final y luego comenzarán de inmediato desde el principio. Para experimentar con los bucles, hagamos un nuevo proyecto llamado loops.
Rust tiene tres tipos de bucles: loop, while y for. Vamos a probar cada
uno.
Repetir código con loop
La palabra clave loop le dice a Rust que ejecute un bloque de código una y
otra vez para siempre o hasta que le indique explícitamente que se detenga.
Como ejemplo, cambie el archivo src/main.rs en su directorio loops para que se vea así:
Nombre de archivo: src/main.rs
fn main() {
loop {
println!("again!");
}
}Cuando ejecutemos este programa, veremos again! impreso una y otra vez
continuamente hasta que detengamos manualmente el programa. La mayoría de los
terminales admiten el atajo de teclado ctrl-c
para interrumpir un programa que está atascado en un bucle continuo.
Inténtelo:
$ cargo run
Compiling loops v0.1.0 (file:///projects/loops)
Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.29s
Running `target/debug/loops`
again!
again!
again!
again!
^Cagain!
El símbolo ^C representa dónde presionó ctrl-c. Puede que vea o no la palabra again!
impresa después del ^C, dependiendo de dónde estaba el código en el bucle
cuando recibió la señal de interrupción.
Afortunadamente, Rust también proporciona una forma de salir de un bucle
utilizando código. Puede colocar la palabra clave break dentro del bucle para
decirle al programa cuándo dejar de ejecutar el bucle. Recuerde que hicimos
esto en el juego de adivinanzas en la sección “Salir después de una
adivinanza correcta” del
capítulo 2 para salir del programa cuando el usuario ganó el juego adivinando
el número correcto.
También usamos continue en el juego de adivinanzas, que en un bucle le dice
al programa que omita cualquier código restante en esta iteración del bucle y
pase a la siguiente iteración.
Devolviendo valores de los bucles
Una de las aplicaciones de un loop es volver a intentar una operación que
sabe que puede fallar, como verificar si un hilo ha completado su trabajo. Es
posible que también necesite pasar el resultado de esa operación fuera del
bucle al resto de su código. Para hacer esto, puede agregar el valor que desea
devolver después de la expresión break que usa para detener el bucle; ese
valor se devolverá fuera del bucle para que pueda usarlo, como se muestra aquí:
fn main() { let mut counter = 0; let result = loop { counter += 1; if counter == 10 { break counter * 2; } }; println!("The result is {result}"); }
Antes del bucle, declaramos una variable llamada counter e inicializamos en
0. Luego declaramos una variable llamada result para contener el valor
devuelto del bucle. En cada iteración del bucle, agregamos 1 a la variable
counter, y luego verificamos si el counter es igual a 10. Cuando lo es,
usamos la palabra clave break con el valor counter * 2. Después del bucle,
usamos un punto y coma para terminar la instrucción que asigna el valor a
result. Finalmente, imprimimos el valor en result, que en este caso es
20.
Tu puedes también usar return dentro de un loop. Mientras break solo existe
para el loop actual, return siempre existe para la función actual.
Etiquetas de bucle para distinguir entre varios bucles
Si tiene bucles dentro de bucles, break y continue se aplican al bucle más
interior en ese punto. Opcionalmente, puede especificar una etiqueta de bucle
en un bucle que luego puede usar con break o continue para especificar que
esas palabras clave se aplican al bucle etiquetado en lugar del bucle más
interior. Las etiquetas de bucle deben comenzar con una comilla simple. Aquí
hay un ejemplo con dos bucles anidados:
fn main() { let mut count = 0; 'counting_up: loop { println!("count = {count}"); let mut remaining = 10; loop { println!("remaining = {remaining}"); if remaining == 9 { break; } if count == 2 { break 'counting_up; } remaining -= 1; } count += 1; } println!("End count = {count}"); }
El bucle externo tiene la etiqueta 'counting_up, y contará de 0 a 2. El bucle
interior sin etiqueta cuenta de 10 a 9. El primer break que no especifique
una etiqueta solo saldrá del bucle interno. La instrucción break 'counting_up; saldrá del bucle externo. Este código imprime:
$ cargo run
Compiling loops v0.1.0 (file:///projects/loops)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.58s
Running `target/debug/loops`
count = 0
remaining = 10
remaining = 9
count = 1
remaining = 10
remaining = 9
count = 2
remaining = 10
End count = 2
Bucles condicionales con while
Un programa a menudo necesitará evaluar una condición dentro de un bucle.
Mientras la condición sea true, el bucle se ejecuta. Cuando la condición deja
de ser true, el programa llama a break, deteniendo el bucle. Es posible
implementar un comportamiento como este usando una combinación de loop, if,
else y break; puede intentarlo ahora en un programa, si lo desea. Sin
embargo, este patrón es tan común que Rust tiene una construcción de lenguaje
integrada para ello, llamada while loop. En el Listado 3-3, usamos while
para ejecutar el programa tres veces, contando hacia atrás cada vez, y luego,
después del bucle, imprimir un mensaje y salir.
Nombre de archivo: src/main.rs
fn main() { let mut number = 3; while number != 0 { println!("{number}!"); number -= 1; } println!("LIFTOFF!!!"); }
Listado 3-3: Usando un bucle while para ejecutar código
mientras una condición es verdadera
Esta expresion elimina mucho anidamiento que sería necesario si usara loop,
if, else y break, y es más claro. Mientras una condición se evalúa como
true, el código se ejecuta; de lo contrario, sale del bucle.
Bucle a traves de una colección con for
Tu puedes también puedes usar el while para recorrer los elementos de una
colección, justo como un arreglo. Por ejemplo, el bucle en el Listado 3-4
muestra cada elemento en el arreglo a.
Nombre de archivo: src/main.rs
fn main() { let a = [10, 20, 30, 40, 50]; let mut index = 0; while index < 5 { println!("the value is: {}", a[index]); index += 1; } }
Listado 3-4: Bucle a través de cada elemento de una
colección usando un bucle while
Aquí, el código cuenta hacia arriba a través de los elementos en el arreglo. Se
inicia en el índice 0, y luego se ejecuta hasta que alcanza el índice final
en el arreglo (es decir, cuando index < 5 ya no es true). Ejecutar este
código imprimirá cada elemento en el arreglo:
$ cargo run
Compiling loops v0.1.0 (file:///projects/loops)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.32s
Running `target/debug/loops`
the value is: 10
the value is: 20
the value is: 30
the value is: 40
the value is: 50
Los cinco valores del arreglo aparecen en la terminal, como se esperaba.
Aunque index llegará a un valor de 5 en algún momento, el bucle deja de
ejecutarse antes de intentar obtener un sexto valor del arreglo.
Sin embargo, este enfoque es propenso a errores; podríamos causar que el
programa se descomponga si el valor del índice o la condición de prueba es
incorrecta. Por ejemplo, si cambia la definición del arreglo a para tener
cuatro elementos, pero olvida actualizar la condición a while index < 4, el
código se descompondría. También es lento, porque el compilador agrega código
de tiempo de ejecución para realizar la verificación condicional de si el
índice está dentro de los límites del arreglo en cada iteración del bucle.
Como una alternativa más concisa, puede usar un bucle for y ejecutar algún
código para cada elemento en una colección. Un bucle for se ve como el código
en el Listado 3-5.
Nombre de archivo: src/main.rs
fn main() { let a = [10, 20, 30, 40, 50]; for element in a { println!("the value is: {element}"); } }
Listado 3-5: Bucle a través de cada elemento de una
colección usando un bucle for
Cuando ejecutamos este código, veremos la misma salida que en el Listado 3-4. Lo más importante es que ahora hemos aumentado la seguridad del código y eliminado la posibilidad de errores que podrían deberse a ir más allá del final del arreglo o no ir lo suficientemente lejos y perder algunos elementos.
Usando el bucle for, no necesitaría recordar cambiar cualquier otro código si
cambiara el número de valores en el arreglo, como lo haría con el método usado en
el Listado 3-4.
La seguridad y concisión de los bucles for los convierten en la
estructura de bucle más utilizada en Rust. Incluso en situaciones en las que
quiera ejecutar algún código un cierto número de veces, como en el ejemplo de
cuenta regresiva que usó un bucle while en el Listado 3-3, la mayoría de los
Rustaceans usarían un bucle for. La forma de hacerlo sería usar un Range,
proporcionado por la biblioteca estándar, que genera todos los números en
secuencia a partir de un número y termina antes de otro número.
Así es como se vería la cuenta regresiva usando un bucle for y otro método que
aún no hemos hablado, rev, para invertir el rango:
Nombre de archivo: src/main.rs
fn main() { for number in (1..4).rev() { println!("{number}!"); } println!("LIFTOFF!!!"); }
Este código es un poco más agradable, ¿verdad?
Resumen
¡Lo lograste! Este fue un capítulo de gran tamaño: aprendiste sobre variables,
tipos de datos escalares y compuestos, funciones, comentarios, expresiones if
y bucles. Para practicar con los conceptos discutidos en este capítulo, intente
construir programas para hacer lo siguiente:
- Convertir temperaturas entre Fahrenheit y Celsius.
- Generar el número de Fibonacci n.
- Imprimir las letras de la canción navideña "Los doce días de Navidad", aprovechando la repetición en la canción.
Cuando esté listo para continuar, hablaremos sobre un concepto en Rust que no existe comúnmente en otros lenguajes de programación: la propiedad.