[從C#到Swift] 05. Control Flow

從 C# 視角學習 Swift

Swift : Control Flow

For-In 迴圈 (For-In Loops)
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1. 核心觀念
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概念解說：for-in 是 Swift 中最主要的遍歷語法。它用來遍歷序列（Sequence），例如陣列（Array）、字典（Dictionary）、數值範圍（Range）或字串（String）。它的語法比 C 語言風格的 for 迴圈更簡潔且安全。
關鍵語法：for-in, ... (閉區間), ..< (半開區間), stride, _ (忽略值)
官方提示：

字典（Dictionary）的內容本質上是無序的，因此遍歷它們並不保證檢索順序。這與插入順序無關。

2. 範例解析
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文件原始碼：

let names = ["Anna", "Alex", "Brian", "Jack"]
for name in names {
    print("Hello, \(name)!")
}

let numberOfLegs = ["spider": 8, "ant": 6, "cat": 4]
for (animalName, legCount) in numberOfLegs {
    print("\(animalName)s have \(legCount) legs")
}

for index in 1...5 {
    print("\(index) times 5 is \(index * 5)")
}

邏輯解說：

第一段展示遍歷陣列，name 是每次迭代中的常數。
第二段展示遍歷字典，Swift 將字典的每個元素視為一個 (key, value) 的 Tuple，我們可以直接在迴圈宣告時進行解構（Decomposition）。
第三段展示數值範圍遍歷，使用 ... 運算符表示包含頭尾的範圍。

3. C# 開發者視角
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概念對應：相當於 C# 的 foreach 迴圈。

C# 對照程式碼：

var names = new[] { "Anna", "Alex", "Brian", "Jack" };
foreach (var name in names) {
    Console.WriteLine($"Hello, {name}!");
}

var numberOfLegs = new Dictionary<string, int> { {"spider", 8}, {"ant", 6}, {"cat", 4} };
foreach (var kvp in numberOfLegs) { // C# 透過 KeyValuePair 存取
    Console.WriteLine($"{kvp.Key}s have {kvp.Value} legs");
}
// 或是 C# 7.0+ 解構
foreach (var (animal, legs) in numberOfLegs) {
    Console.WriteLine($"{animal}s have {legs} legs");
}

foreach (var index in Enumerable.Range(1, 5)) {
    Console.WriteLine($"{index} times 5 is {index * 5}");
}

關鍵差異分析：

語法面：Swift 的區間運算符 1...5 (閉區間) 和 0..<5 (不包含尾端) 非常直觀。C# 通常需要使用 Enumerable.Range 或傳統 for 迴圈。
行為面：Swift 的 for-in 中的迭代變數（如 index）預設是常數 (let)，在迴圈內不可修改。若不需要該變數，Swift 要求使用 _ 明確忽略未使用的值，主要目的是提升可讀性與避免誤用；是否產生實質效能優化則由編譯器決定。

While 迴圈 (While Loops)
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1. 核心觀念
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概念解說：當迭代次數未知，直到特定條件滿足前需要重複執行時使用。Swift 提供兩種形式：while (先檢查條件) 和 repeat-while (後檢查條件)。
關鍵語法：while, repeat-while
官方提示：

Swift 的 repeat-while 迴圈類似於其他語言中的 do-while 迴圈。

2. 範例解析
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文件原始碼：

// While
while square < finalSquare {
    // 遊戲邏輯...
    square += diceRoll
}

// Repeat-While
repeat {
    // 遊戲邏輯...
    square += diceRoll
} while square < finalSquare

邏輯解說：這段代碼演示了「蛇梯棋」遊戲的邏輯。while 會在執行區塊前先判斷條件；而 repeat-while 保證區塊內的程式碼至少執行一次，最後才檢查條件。

3. C# 開發者視角
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概念對應：完全對應 C# 的 while 和 do-while。

C# 對照程式碼：

// C#
while (square < finalSquare) {
    // Logic
}

do {
    // Logic
} while (square < finalSquare);

關鍵差異分析：

語法面：Swift 使用關鍵字 repeat 來替代 C# 的 do。
行為面：行為邏輯完全一致。主要差異在於 Swift 的條件判斷式不需要像 C# 一樣強制加上小括號 ()，例如 while square < finalSquare 即可。

條件判斷 (Conditional Statements)
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1. 核心觀念
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概念解說：Swift 的 if 不僅是語句，也可以作為表達式（Expression）回傳值。switch 則比 C# 傳統的 switch 強大許多，支援區間、Tuple 和模式匹配。
關鍵語法：if, else if, else

2. 範例解析
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文件原始碼：

// 標準用法
if temperatureInFahrenheit <= 32 {
    print("It's very cold.")
}

// If Expression (賦值用法)
let weatherAdvice = if temperatureInCelsius <= 0 {
    "It's very cold. Consider wearing a scarf."
} else if temperatureInCelsius >= 30 {
    "It's really warm. Don't forget to wear sunscreen."
} else {
    "It's not that cold. Wear a T-shirt."
}

邏輯解說：這裡展示了將 if 當作表達式使用，直接將判斷結果賦值給變數 weatherAdvice。這讓程式碼更簡潔，不需要先宣告變數再賦值。

3. C# 開發者視角
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概念對應：

標準 if 對應 C# if。
if 表達式對應 C# 的三元運算子 ? : 或較新的 Switch Expression。

C# 對照程式碼：

// C# 使用三元運算子達到類似 if expression 效果
var weatherAdvice = temperatureInCelsius <= 0 ? "It's very cold..." 
    : temperatureInCelsius >= 30 ? "It's really warm..." 
    : "It's not that cold...";

關鍵差異分析：

語法面：Swift 的 if 條件不需要小括號 () 包覆，但執行區塊的大括號 {} 是強制的（即使只有一行代碼）。C# 允許單行省略大括號，Swift 不行。
行為面：Swift的 if 表達式比 C# 的巢狀三元運算子更具可讀性。

Switch 語句 (Switch)
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1. 核心觀念
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概念解說：Swift 的 switch 極為強大。它必須是窮舉的 (Exhaustive)，也就是所有可能的情況都必須被處理（通常透過 default）。最重要的一點是：預設不貫穿 (No Implicit Fallthrough)。
關鍵語法：switch, case, default, ... (區間匹配), (a, b) (Tuple 匹配), let (數值綁定), where (額外條件)
官方提示：

雖然在 Swift 中 break 不是必須的，但你可以使用 break 語句來匹配並忽略某個特定的 case，或是用來提前跳出執行。若需要 C 語言風格的貫穿行為，必須顯式使用 fallthrough 關鍵字。

2. 範例解析
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文件原始碼：

let somePoint = (1, 1)
switch somePoint {
case (0, 0):
    print("origin")
case (_, 0): // 匹配任何 x 值，y 為 0
    print("on the x-axis")
case (0, _): // 匹配 x 為 0，任何 y 值
    print("on the y-axis")
case (-2...2, -2...2): // 區間匹配
    print("inside the box")
default:
    print("outside")
}

// 數值綁定與 Where 子句
let yetAnotherPoint = (1, -1)
switch yetAnotherPoint {
case let (x, y) where x == y:
    print("on the line x == y")
case let (x, y) where x == -y:
    print("on the line x == -y")
case let (x, y):
    print("arbitrary point (\(x), \(y))")
}

邏輯解說：

第一個範例展示了 Tuple 匹配和萬用字元 _。Swift 可以同時比對多個值。
第二個範例展示了「數值綁定」(Value Binding)，將匹配到的值暫存為常數 x, y，並透過 where 子句加上額外的邏輯判斷。

3. C# 開發者視角
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概念對應：類似 C# 的 switch，尤其是 C# 8.0+ 引入的 Pattern Matching。

C# 對照程式碼：

// C# 8.0+ Pattern Matching
var somePoint = (1, 1);
switch (somePoint) {
    case (0, 0):
        Console.WriteLine("origin");
        break;
    case (var x, 0): // 類似 Swift 的 (_, 0) 但語法稍有不同
        Console.WriteLine($"on x-axis at {x}");
        break;
    case (0, _):
        Console.WriteLine("on y-axis");
        break;
    case (var x, var y) when x == y: // 對應 Swift 的 case let ... where
        Console.WriteLine("x == y");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("outside");
        break;
}

關鍵差異分析：

語法面：Swift 不需要寫 break，這是最大的習慣差異。C# 即使是空的 case 也不能直接貫穿到下一個非空 case（除非用 goto case），Swift 則完全禁止隱式貫穿。
行為面：Swift 的 switch 必須處理所有可能性，這對 Enum 特別有用，當 Enum 新增成員時，編譯器會強迫你更新 switch 代碼，減少 Bug。
複合 Case：Swift 支援 case "a", "b": 這種寫法；C# 傳統上是堆疊 case 標籤，現代模式匹配也支援 or 邏輯。

控制轉移語句 (Control Transfer Statements)
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1. 核心觀念
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概念解說：改變程式執行順序的語句。包括 continue (跳過本次迴圈)、break (跳出迴圈或 switch)、fallthrough (switch 貫穿)。
關鍵語法：continue, break, fallthrough, return, throw

2. 範例解析
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文件原始碼：

let integerToDescribe = 5
var description = "The number \(integerToDescribe) is"
switch integerToDescribe {
case 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19:
    description += " a prime number, and also"
    fallthrough // 顯式要求貫穿
default:
    description += " an integer."
}
// 結果: "The number 5 is a prime number, and also an integer."

邏輯解說：因為 Swift switch 預設匹配到一個 case 就會結束，若希望執行完 case 1 後繼續執行 case 2 (或 default) 的代碼，必須加上 fallthrough。

3. C# 開發者視角
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概念對應：

continue / break 與 C# 行為一致。
fallthrough 對應 C# 的 goto case 或 goto default。

C# 對照程式碼：

switch (integerToDescribe) {
    case 2:
    case 3:
    // ...
    case 19:
        description += " a prime number, and also";
        goto default; // C# 的顯式貫穿
    default:
        description += " an integer.";
        break;
}

關鍵差異分析：

語法面：Swift 的 fallthrough 不需要指定跳轉的目標，它直接「掉進」下一個 case 的執行區塊中，且不會檢查下一個 case 的條件，這點非常重要且容易產生 Bug，需謹慎使用。

帶標籤的語句 (Labeled Statements)
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1. 核心觀念
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概念解說：當有多層巢狀迴圈時，可以使用標籤（Label）來指定 break 或 continue 作用於哪一層迴圈。
關鍵語法：labelName: while ...

2. 範例解析
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文件原始碼：

gameLoop: while square != finalSquare {
    diceRoll += 1
    switch square + diceRoll {
    case finalSquare:
        break gameLoop // 直接跳出最外層的 while 迴圈，而不只是 switch
    // ...
    }
}

邏輯解說：如果不加標籤，break 只會跳出 switch 語句。加上 gameLoop 標籤後，break gameLoop 會直接終止整個 while 迴圈。

3. C# 開發者視角
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概念對應：C# 也有 goto 標籤，但沒有這種直接綁定在迴圈結構上的 break label 語法。

C# 對照程式碼：

// C# 通常做法
bool keepPlaying = true;
while (keepPlaying) {
    // ...
    switch (condition) {
        case 1:
            keepPlaying = false; // 使用旗標
            break; 
        // 或者使用 goto
        case 2:
            goto EndOfLoop;
    }
}
EndOfLoop: ;

關鍵差異分析：

語法面 : Swift 的標籤語法比 C# 的 goto 更結構化且易讀，專門用於巢狀迴圈控制。

提前退出 (Guard)
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1. 核心觀念
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概念解說：guard 是一種「反向 if」。它要求條件必須為真，否則執行 else 區塊。else 區塊內必須包含退出當前範圍的指令（如 return, break, throw）。這能避免「箭頭型代碼」（過度巢狀的 if），讓快樂路徑（Happy Path）保持在最外層。
關鍵語法：guard condition else { return }

2. 範例解析
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文件原始碼：

func greet(person: [String: String]) {
    guard let name = person["name"] else {
        return // 條件不符，必須退出
    }
    // name 在這裡可以直接使用，不需要在 else 區塊內
    print("Hello \(name)!")
    
    guard let location = person["location"] else {
        print("I hope the weather is nice near you.")
        return
    }
    print("I hope the weather is nice in \(location).")
}

邏輯解說：

檢查 person["name"] 是否有值。
如果沒值，進入 else 並返回。
如果有值，解包後的 name 變數可以在 guard 語句之後的代碼中直接使用（這是與 if let 最大的不同）。

3. C# 開發者視角
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概念對應：C# 沒有 guard 關鍵字。通常使用「反向 if」模式（Guard Clauses pattern）。

C# 對照程式碼：

void Greet(Dictionary<string, string> person) {
    if (!person.TryGetValue("name", out var name)) {
        return;
    }
    // C# out 變數洩漏到外部範圍，類似 guard 的效果
    Console.WriteLine($"Hello {name}!");
}

關鍵差異分析：

語法面：Swift 的 guard 強制要求 else 區塊必須退出，這在編譯時期就能保證安全性。C# 只是依賴開發者的編碼習慣。
範圍：guard let 綁定的變數作用域是 guard 語句所在的整個區塊（直到結尾），這讓代碼閱讀起來非常流暢。

延遲執行 (Defer)
#

1. 核心觀念
#

概念解說：defer 區塊中的代碼會在「當前範圍（Scope）結束前」執行，無論是因為成功執行完畢、return 返回還是拋出錯誤。通常用於資源清理（如關閉檔案、釋放鎖）。
關鍵語法：defer { ... }

2. 範例解析
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文件原始碼：

var score = 1
if score < 10 {
    defer {
        print(score)
    }
    score += 5
}
// Prints "6"

邏輯解說：

進入 if。
宣告 defer，這裡的 print 被推入堆疊，等待離開範圍時執行。
執行 score += 5，score 變為 6。
準備離開 if 範圍，執行 defer 區塊，印出 6。

3. C# 開發者視角
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概念對應：類似 C# 的 try-finally 區塊或 using 語句（IDisposable）。

C# 對照程式碼：

// C# 使用 try-finally 模擬
{
    try {
        score += 5;
    } finally {
        Console.WriteLine(score);
    }
}

// 或使用 using (若涉及資源釋放)
using (var resource = new Resource()) {
    // code
} // Dispose called here

關鍵差異分析：

靈活性：defer 不需要物件實作介面，也不需要層層包裹的 try-finally。你可以隨時隨地在代碼中間插入一個 defer 來處理清理工作，且多個 defer 會以 LIFO (後進先出) 的順序執行。

API 可用性檢查 (Checking API Availability)
#

1. 核心觀念
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概念解說：由於 iOS/macOS 更新頻繁，Swift 的 #available 是編譯期與執行期協作的機制。
關鍵語法：#available, #unavailable

2. 範例解析
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文件原始碼：

if #available(iOS 10, macOS 10.12, *) {
    // 使用新 API
} else {
    // 使用舊 API
}

邏輯解說：* 代表除了前面列出的平台外，其他平台的最低部署目標。編譯器會根據這個判斷，允許你在 if 區塊內使用較新的 API。

3. C# 開發者視角
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概念對應：C# 的 OperatingSystem 類別檢查 (Runtime) 或 #if 預處理器指令 (Compile time)。

C# 對照程式碼：

// C# Runtime Check (類似)
if (OperatingSystem.IsIOSVersionAtLeast(10)) {
    // Call new API
}

關鍵差異分析：

行為面：Swift 的 #available 與編譯器深度整合。如果你在 #available 區塊外呼叫了新版 API，Swift 編譯器會直接報錯，強迫你加上檢查。C# 的檢查通常是 Runtime 的，編譯器不一定會阻止你在舊系統呼叫新方法（除非使用特定的 Analyzer）。

For-In 迴圈 (For-In Loops) #

1. 核心觀念 #

2. 範例解析 #

3. C# 開發者視角 #

While 迴圈 (While Loops) #

1. 核心觀念 #

2. 範例解析 #

3. C# 開發者視角 #

條件判斷 (Conditional Statements) #

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3. C# 開發者視角 #

Switch 語句 (Switch) #

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2. 範例解析 #

3. C# 開發者視角 #

控制轉移語句 (Control Transfer Statements) #

1. 核心觀念 #

2. 範例解析 #

3. C# 開發者視角 #

帶標籤的語句 (Labeled Statements) #

1. 核心觀念 #

2. 範例解析 #

3. C# 開發者視角 #

提前退出 (Guard) #

1. 核心觀念 #

2. 範例解析 #

3. C# 開發者視角 #

延遲執行 (Defer) #

1. 核心觀念 #

2. 範例解析 #

3. C# 開發者視角 #

API 可用性檢查 (Checking API Availability) #

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2. 範例解析 #

3. C# 開發者視角 #

For-In 迴圈 (For-In Loops)
#

1. 核心觀念
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2. 範例解析
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3. C# 開發者視角
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While 迴圈 (While Loops)
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1. 核心觀念
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3. C# 開發者視角
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條件判斷 (Conditional Statements)
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1. 核心觀念
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2. 範例解析
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3. C# 開發者視角
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Switch 語句 (Switch)
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1. 核心觀念
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2. 範例解析
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3. C# 開發者視角
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控制轉移語句 (Control Transfer Statements)
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1. 核心觀念
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2. 範例解析
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3. C# 開發者視角
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帶標籤的語句 (Labeled Statements)
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1. 核心觀念
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3. C# 開發者視角
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提前退出 (Guard)
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1. 核心觀念
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2. 範例解析
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3. C# 開發者視角
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延遲執行 (Defer)
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1. 核心觀念
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2. 範例解析
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3. C# 開發者視角
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API 可用性檢查 (Checking API Availability)
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1. 核心觀念
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2. 範例解析
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