循环语句 #

-- 基本语法
while condition do
    -- 循环体
end

-- 示例：计数
local i = 1
while i <= 5 do
    print(i)
    i = i + 1
end
-- 输出：1 2 3 4 5

-- 求和
local sum = 0
local i = 1
while i <= 100 do
    sum = sum + i
    i = i + 1
end
print("1到100的和：" .. sum)  -- 5050

-- 读取输入直到特定值
local input
while input ~= "quit" do
    io.write("请输入（输入 quit 退出）：")
    input = io.read()
    if input ~= "quit" then
        print("你输入了：" .. input)
    end
end

-- 处理队列
local queue = {1, 2, 3, 4, 5}
while #queue > 0 do
    local item = table.remove(queue, 1)
    print("处理：" .. item)
end

-- 无限循环
while true do
    -- 需要使用 break 退出
    local input = io.read()
    if input == "exit" then
        break
    end
    print("处理：" .. input)
end

-- 基本语法
repeat
    -- 循环体
until condition

-- 示例：至少执行一次
local i = 1
repeat
    print(i)
    i = i + 1
until i > 5
-- 输出：1 2 3 4 5

-- while：先判断后执行
local x = 10
while x < 5 do
    print(x)  -- 不会执行
end

-- repeat-until：先执行后判断
local y = 10
repeat
    print(y)  -- 执行一次，输出 10
until y >= 5

-- 猜数字游戏
local target = math.random(1, 100)
local guess

repeat
    io.write("猜一个数字（1-100）：")
    guess = tonumber(io.read())
    
    if guess == nil then
        print("请输入有效数字")
    elseif guess < target then
        print("太小了！")
    elseif guess > target then
        print("太大了！")
    end
until guess == target

print("恭喜，猜对了！")

-- 基本语法
for var = start, stop, step do
    -- 循环体
end

-- 示例：从 1 到 5
for i = 1, 5 do
    print(i)
end
-- 输出：1 2 3 4 5

-- 指定步长
for i = 1, 10, 2 do
    print(i)
end
-- 输出：1 3 5 7 9

-- 负步长
for i = 10, 1, -1 do
    print(i)
end
-- 输出：10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

-- 循环变量是局部变量
for i = 1, 5 do
    print(i)
end
-- print(i)  -- 错误：i 不可见

-- 循环前定义变量
local i
for i = 1, 5 do
    print(i)
end
print(i)  -- nil（循环内的 i 是新变量）

-- 计算阶乘
local function factorial(n)
    local result = 1
    for i = 1, n do
        result = result * i
    end
    return result
end
print(factorial(5))  -- 120

-- 打印乘法表
for i = 1, 9 do
    for j = 1, i do
        io.write(string.format("%d×%d=%d\t", j, i, i * j))
    end
    io.write("\n")
end

-- 遍历数组
local arr = {10, 20, 30, 40, 50}
for i = 1, #arr do
    print(string.format("arr[%d] = %d", i, arr[i]))
end

-- ipairs：遍历数组部分
local arr = {"a", "b", "c", "d", "e"}

for i, v in ipairs(arr) do
    print(i, v)
end
-- 输出：
-- 1    a
-- 2    b
-- 3    c
-- 4    d
-- 5    e

-- 注意：ipairs 遇到 nil 会停止
local sparse = {1, 2, nil, 4}
for i, v in ipairs(sparse) do
    print(i, v)
end
-- 只输出：1 1  和  2 2

-- pairs：遍历所有键值对
local dict = {
    name = "Lua",
    version = 5.4,
    author = "PUC-Rio"
}

for k, v in pairs(dict) do
    print(k, v)
end
-- 输出顺序不确定

-- pairs 可以遍历 nil 值之后的元素
local t = {1, 2, nil, 4}
for k, v in pairs(t) do
    print(k, v)
end
-- 输出：1 1, 2 2, 4 4

-- string.gmatch 迭代字符串
local s = "hello world from lua"
for word in string.gmatch(s, "%a+") do
    print(word)
end
-- 输出：hello, world, from, lua

-- 遍历字符
for i = 1, #s do
    local c = string.sub(s, i, i)
    print(i, c)
end

-- 逐行读取文件
local file = io.open("data.txt", "r")
if file then
    for line in file:lines() do
        print(line)
    end
    file:close()
end

-- break：跳出循环
for i = 1, 10 do
    if i == 5 then
        break
    end
    print(i)
end
-- 输出：1 2 3 4

-- 查找元素
local arr = {3, 5, 2, 8, 1, 9}
local target = 8
local found_index = nil

for i, v in ipairs(arr) do
    if v == target then
        found_index = i
        break
    end
end

if found_index then
    print("找到 " .. target .. " 在位置 " .. found_index)
end

-- goto：跳转到标签
local i = 0
::loop::
i = i + 1
print(i)
if i < 5 then
    goto loop
end
-- 输出：1 2 3 4 5

-- 使用 goto 模拟 continue
for i = 1, 10 do
    if i % 2 == 0 then
        goto continue
    end
    print(i)  -- 只打印奇数
    ::continue::
end

-- 使用 goto 跳出嵌套循环
for i = 1, 10 do
    for j = 1, 10 do
        if i + j > 15 then
            goto done
        end
        print(i, j)
    end
end
::done::
print("完成")

-- 方法1：使用 goto（Lua 5.2+）
for i = 1, 10 do
    if i % 2 == 0 then
        goto continue
    end
    print(i)
    ::continue::
end

-- 方法2：使用 if-else
for i = 1, 10 do
    if i % 2 ~= 0 then
        print(i)
    end
end

-- 方法3：使用 while 模拟
local i = 0
while i < 10 do
    i = i + 1
    if i % 2 == 0 then
        -- continue
    else
        print(i)
    end
end

-- 打印矩形
for i = 1, 3 do
    for j = 1, 5 do
        io.write("* ")
    end
    io.write("\n")
end
-- 输出：
-- * * * * *
-- * * * * *
-- * * * * *

-- 打印三角形
for i = 1, 5 do
    for j = 1, i do
        io.write("* ")
    end
    io.write("\n")
end
-- 输出：
-- *
-- * *
-- * * *
-- * * * *
-- * * * * *

-- 二维数组遍历
local matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
}

for i = 1, #matrix do
    for j = 1, #matrix[i] do
        io.write(matrix[i][j] .. " ")
    end
    io.write("\n")
end

-- 查找二维数组
local function find_in_matrix(matrix, target)
    for i = 1, #matrix do
        for j = 1, #matrix[i] do
            if matrix[i][j] == target then
                return i, j
            end
        end
    end
    return nil, nil
end

-- 冒泡排序
local function bubble_sort(arr)
    local n = #arr
    for i = 1, n - 1 do
        for j = 1, n - i do
            if arr[j] > arr[j + 1] then
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
            end
        end
    end
    return arr
end

-- 创建一个简单的迭代器
local function iter(t)
    local i = 0
    local n = #t
    return function()
        i = i + 1
        if i <= n then
            return t[i]
        end
    end
end

-- 使用
local arr = {1, 2, 3, 4, 5}
for v in iter(arr) do
    print(v)
end

-- 带状态的迭代器
local function range_iter(t, current)
    current = current + 1
    if current <= t.stop then
        return current
    end
end

local function range(start, stop)
    return range_iter, {start = start, stop = stop}, start - 1
end

-- 使用
for i in range(1, 5) do
    print(i)
end

-- 反向迭代器
local function rev_iter(t, i)
    i = i - 1
    if i >= 1 then
        return i, t[i]
    end
end

local function reversed(t)
    return rev_iter, t, #t + 1
end

local arr = {1, 2, 3, 4, 5}
for i, v in reversed(arr) do
    print(i, v)
end

-- 键排序迭代器
local function sorted_pairs(t)
    local keys = {}
    for k in pairs(t) do
        table.insert(keys, k)
    end
    table.sort(keys)
    
    local i = 0
    return function()
        i = i + 1
        local k = keys[i]
        if k then
            return k, t[k]
        end
    end
end

local dict = {c = 3, a = 1, b = 2}
for k, v in sorted_pairs(dict) do
    print(k, v)
end

-- 不推荐：循环内重复计算
for i = 1, #arr do
    if i <= #arr / 2 then
        process(arr[i])
    end
end

-- 推荐：预先计算
local half = #arr / 2
for i = 1, #arr do
    if i <= half then
        process(arr[i])
    end
end

-- 数组遍历：使用数值 for（最快）
for i = 1, #arr do
    process(arr[i])
end

-- 需要值时：使用 ipairs
for i, v in ipairs(arr) do
    process(v)
end

-- 字典遍历：使用 pairs
for k, v in pairs(dict) do
    process(k, v)
end

local function fibonacci(n)
    local a, b = 0, 1
    for i = 1, n do
        print(a)
        a, b = b, a + b
    end
end
fibonacci(10)

local function is_prime(n)
    if n < 2 then return false end
    if n == 2 then return true end
    if n % 2 == 0 then return false end
    
    for i = 3, math.sqrt(n), 2 do
        if n % i == 0 then
            return false
        end
    end
    return true
end

-- 打印 100 以内的质数
for i = 1, 100 do
    if is_prime(i) then
        io.write(i .. " ")
    end
end

-- 统计单词频率
local function word_frequency(text)
    local freq = {}
    for word in string.gmatch(text:lower(), "%a+") do
        freq[word] = (freq[word] or 0) + 1
    end
    return freq
end

local text = "hello world hello lua world world"
local freq = word_frequency(text)
for word, count in pairs(freq) do
    print(word, count)
end