HarmonyOS 鸿蒙原生应用元服务开发-仓颉基本概念表达式（一） （原标题已包含“鸿蒙”关键词，故直接加上“HarmonyOS”以符合要求，同时保持语句通顺。）

在一些传统编程语言中，一个表达式由一个或多个操作数（operand）通过零个或多个操作符（operator）组合而成，表达式总是隐含着一个计算过程，因此每个表达式都会有一个计算结果，对于只有操作数而没有操作符的表达式，其计算结果就是操作数自身，对于包含操作符的表达式，计算结果是对操作数执行操作符定义的计算而得到的值。在这种定义下的表达式也被称为算术运算表达式。

在仓颉编程语言中，我们简化并延伸了表达式的传统定义——凡是可求值的语言元素都是表达式。因此，仓颉不仅有传统的算术运算表达式，还有条件表达式、循环表达式和 try 表达式等，它们都可以被求值，并作为值去使用，如作为变量定义的初值和函数实参等。此外，因为仓颉是强类型的编程语言，所以仓颉表达式不仅可求值，还有确定的类型。

仓颉编程语言的各种表达式将在后续章节中逐一介绍，本节介绍最常用的条件表达式、循环表达式以及部分控制转移表达式（break、continue）。

我们知道，任何一段程序的执行流程，只会涉及三种基本结构——顺序结构、分支结构和循环结构。实际上，分支结构和循环结构，是由某些指令控制当前顺序执行流产生跳转而得到的，它们让程序能够表达更复杂的逻辑，在仓颉中，这种用来控制执行流的语言元素就是条件表达式和循环表达式。

在仓颉编程语言中，条件表达式分为 if 表达式和 if-let 表达式两种，它们的值与类型需要根据使用场景来确定。循环表达式有四种：for-in 表达式、while 表达式、do-while 表达式和 while-let 表达式，它们的类型都是 Unit、值为 ()。其中 if-let 表达式和 while-let 表达式都与模式匹配相关。

在仓颉程序中，由一对大括号“{}”包围起来的一组表达式，被称为“代码块”，它将作为程序的一个顺序执行流，其中的表达式将按编码顺序依次执行。如果代码块中有至少一个表达式，我们规定此代码块的值与类型等于其中最后一个表达式的值与类型，如果代码块中没有表达式，规定这种空代码块的类型为 Unit、值为 ()。

注意：代码块本身不是一个表达式，不能被单独使用，它将依附于函数、条件表达式和循环表达式等执行和求值。

一、if 表达式

if 表达式的基本形式为：

if (条件) {

  分支 1

} else {

  分支 2

}

其中“条件”是布尔类型表达式，“分支 1”和“分支 2”是两个代码块。if 表达式将按如下规则执行：

计算“条件”表达式，如果值为 true 则转到第 2 步，值为 false 则转到第 3 步。

执行“分支 1”，转到第 4 步。

执行“分支 2”，转到第 4 步。

继续执行 if 表达式后面的代码。

在一些场景中，我们可能只关注条件成立时该做些什么，所以 else 和对应的代码块是允许省略的。

如下程序演示了 if 表达式的基本用法：

import std.random.*

main() {
let number: Int8 = Random().nextInt8()
println(number)
if (number % 2 == 0) {
println(“偶数”)
} else {
println(“奇数”)
}
}<button style="position: absolute; padding: 4px 8px 0px; cursor: pointer; top: 8px; right: 8px; font-size: 14px;">复制</button>

在这段程序中，我们使用仓颉标准库的 random 包生成了一个随机整数，然后使用 if 表达式判断这个整数是否能被 2 整除，并在不同的条件分支中打印“偶数”或“奇数”。

仓颉编程语言是强类型的，if 表达式的条件只能是布尔类型，不能使用整数或浮点数等类型，和 C 语言等不同，仓颉不以条件取值是否为 0 作为分支选择依据，例如以下程序将编译报错：

main() {
let number = 1
if (number) { // Error, mismatched types
println(“非零数”)
}
}<button style="position: absolute; padding: 4px 8px 0px; cursor: pointer; top: 8px; right: 8px; font-size: 14px;">复制</button>

在许多场景中，当一个条件不成立时，我们可能还要判断另一个或多个条件、再执行对应的动作，仓颉允许在 else 之后跟随新的 if 表达式，由此支持多级条件判断和分支执行，例如：

import std.random.*

main() {
let speed = Random().nextFloat64() * 20.0
println("${speed} km/s")
if (speed > 16.7) {
println(“第三宇宙速度，鹊桥相会”)
} else if (speed > 11.2) {
println(“第二宇宙速度，嫦娥奔月”)
} else if (speed > 7.9) {
println(“第一宇宙速度，腾云驾雾”)
} else {
println(“脚踏实地，仰望星空”)
}
}<button style="position: absolute; padding: 4px 8px 0px; cursor: pointer; top: 8px; right: 8px; font-size: 14px;">复制</button>

if 表达式的值与类型，需要根据使用形式与场景来确定：

当含 else 分支的 if 表达式被求值时，需要根据求值上下文确定 if 表达式的类型：

如果上下文明确要求值类型为 T，则 if 表达式各分支代码块的类型必须是 T 的子类型，这时 if 表达式的类型被确定为 T，如果不满足子类型约束，编译会报错。

如果上下文没有明确的类型要求，则 if 表达式的类型是其各分支代码块类型的最小公共父类型，如果最小公共父类型不存在，编译会报错。

如果编译通过，则 if 表达式的值就是所执行分支代码块的值。

如果含 else 分支的 if 表达式没有被求值，在这种场景里，开发者一般只想在不同分支里做不同操作，不会关注各分支最后一个表达式的值与类型，为了不让上述类型检查规则影响这一思维习惯，仓颉规定这种场景下的 if 表达式类型为 Unit、值为 ()，且各分支不参与上述类型检查。

对于不含 else 分支的 if 表达式，由于 if 分支也可能不被执行，所以我们规定这类 if 表达式的类型为 Unit、值为 ()。

例如，以下程序基于 if 表达式求值，模拟一次简单的模数转换过程：

main() {
let zero: Int8 = 0
let one: Int8 = 1
let voltage = 5.0
let bit = if (voltage < 2.5) {
zero
} else {
one
}
}<button style="position: absolute; padding: 4px 8px 0px; cursor: pointer; top: 8px; right: 8px; font-size: 14px;">复制</button>

在以上程序中，if 表达式作为变量定义的初值使用，由于变量 bit 没有被标注类型、需要从初值中推导，所以 if 表达式的类型取为两个分支代码块类型的最小公共父类型，根据前文对“代码块”的介绍，可知两个分支代码块类型都是 Int8，所以 if 表达式的类型被确定为 Int8，其值为所执行分支即 else 分支代码块的值，所以变量 bit 的类型为 Int8、值为 1。

二、while 表达式

while 表达式的基本形式为：

while (条件) {

  循环体

}

其中“条件”是布尔类型表达式，“循环体”是一个代码块。while 表达式将按如下规则执行：

计算“条件”表达式，如果值为 true 则转第 2 步，值为 false 转第 3 步。

执行“循环体”，转第 1 步。

结束循环，继续执行 while 表达式后面的代码。

例如，以下程序使用 while 表达式，基于二分法，近似计算数字 2 的平方根：

main() {
var root = 0.0
var min = 1.0
var max = 2.0
var error = 1.0
let tolerance = 0.1 ** 10

<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">while</span></span> (error ** <span class="hljs-number"><span class="hljs-number">2</span></span> &gt; tolerance) {
    root = (min + max) / <span class="hljs-number"><span class="hljs-number">2.0</span></span>
    error = root ** <span class="hljs-number"><span class="hljs-number">2</span></span> - <span class="hljs-number"><span class="hljs-number">2.0</span></span>
    <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">if</span></span> (error &gt; <span class="hljs-number"><span class="hljs-number">0.0</span></span>) {
        max = root
    } <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">else</span></span> {
        min = root
    }
}
println(<span class="hljs-string"><span class="hljs-string">"2 的平方根约等于：${root}"</span></span>)
}<button style="position: absolute; padding: 4px 8px 0px; cursor: pointer; top: 8px; right: 8px; font-size: 14px;">复制</button>

运行以上程序，将输出：

2 的平方根约等于：1.414215

资料来源：HarmonyOS Developer 官方网站