如何在宏中包含一个do-while循环，同时保持'continue'流程控制？

Question

在Rust中，可以编写do-while风格的循环：

loop {
    something();

    if !test() {
        break;
    }
}

请注意，使用do-while形式而不是while test() { something() }的目的是，test()可能需要在something()之后运行。

这样做是可行的，但当逻辑被封装在宏中时，当使用continue时会更加难以理解。它将跳过测试，有可能进入无限循环：

macro_rules! loop_over_items {
    ($item:expr, $iter:ident, $code:block) => {
        {
            let first = $item.first;
            let mut $iter = first;
            loop {
                $code
                $iter = $iter.next;
                if (first != $iter) {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

这在基本情况下可以工作：

loop_over_items!(item, iter_elem, {
    code_to_run;
});

但是这可能会进入一个无限循环，乍一看并不是很明显：

loop_over_items!(item, iter_elem, {
    if some_test() {
        continue;
    }
    code_to_run;
});

在Rust中编写支持使用continue跳过$code后面逻辑的宏，您可以采用什么方法？

- ideasman42

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为什么这个问题被标记为关闭：“寻求调试帮助的问题”，这是一个关于流程控制的一般性问题（并且有答案展示如何完成）。 - ideasman42

Answer 1

添加此答案以展示在未知代码块中检测continue/break是可能的，但这并不美观。

macro_rules! loop_over_items {
    ($item:expr, $iter:ident, $code:block) => {
        {
            let first = $item.first;
            let mut $iter = first;
            loop {

                {
                    let mut loop_state = false;
                    loop {
                        if loop_state == true {
                            break;  // continue found in 'code'
                        }
                        loop_state = false;
                        $code
                        if loop_state {}  // quiet unused warning
                        loop_state = true;
                        break;
                    }
                    if loop_state == false {
                        break;  // break in 'code'
                    }
                }

                $iter = $iter.next;
                if (first != $iter) {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

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注意，我很好奇使用这种方法会产生哪些影响：

• 如果在传递到宏中的body中没有使用break/continue检查，那么这些检查是否会被优化掉（应该是可能的）。
• 当检测break/continue的逻辑应用时，它是否与在while循环中使用continue/break大致相同（do-while样式意味着不会完全相同）。
• 当代码块中未使用break/continue时，这些检查会在发布版本中完全被优化掉，因此可以使用此宏而不会增加不必要的开销。

查看此示例的实际用法。

- ideasman42

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一个绝妙的想法。我已经发布了一个答案，将不太美观的测试提取到一个单独的宏中，从而允许相对可读的loop_over_items定义。 - user4815162342

Answer 2

对ideasman42的回答中的想法进行扩展，即在测试循环迭代是否包含break或continue的逻辑可以本身被封装在一个宏中：

enum LoopIteration {
    Normal,
    Break,
    Continue,
}

macro_rules! exec_iteration {
    ($code: block) => {{
        let mut _state = LoopIteration::Normal;
        loop {
            if let LoopIteration::Break = _state {
                // got back here after having preparing for break - it
                // means a continue happened
                _state = LoopIteration::Continue;
                break;
            }
            // prepare for break
            _state = LoopIteration::Break;
            $code;
            // neither break nor continue occurred
            _state = LoopIteration::Normal;
            break;
        }
        _state
    }}
}

有了这个，一个支持 break 和 continue 的通用 do-while 宏可以编写如下：

macro_rules! do_while {
    ($code: block, $test: expr) => {{
        loop {
            match exec_iteration!($code) {
                LoopIteration::Normal => (),
                LoopIteration::Break => break,
                LoopIteration::Continue => continue,
            }

            if !$test {
                break;
            }
        }
    }}
}

以上内容并不是非常有用，因为我们可以简单地在循环中嵌入$code以达到相同的效果。但是，在实现像loop_over_items这样的宏时，现在有一种方法可以在使用continue的情况下移动到下一个项目后$code。

macro_rules! loop_over_items {
    ($item:expr, $iter:ident, $code:block) => {{
        let first = $item.first;
        let mut $iter = first;
        loop {
            if let LoopIteration::Break = exec_iteration!($code) {
                break
            }
            // Advance the iterator before proceeding, even if
            // "continue" was used
            $iter = $iter.next;
            if first != $iter {
                break;
            }
        }
    }}
}

- user4815162342