安安, 其實這題不需要真的執行啦! 只要善用簡單的靜態分析 (static
analysis) 技巧就可以知道問題在哪邊. 首先是 for 迴圈的基本定義, 我們可
以用判斷程式碼品質時常用的方法: 資料視覺化 (data visualization) 來為
程式碼片段做著色. for 迴圈裡的程式碼依照責任可以分成四個區塊:
for ( (1) ; (2) ; (3) ) {
(4)
}
雖然通常每個區塊做的事情都不同, 但求值順序卻是固定的, 如果我們想知道
迴圈的商業邏輯, 我們會直接看 (4) , 想知道問題的範圍/大小就看 (2) , 依
此類推. while 迴圈也有這四個區塊存在, 只是寫得比較分散一點:
(1)
while ( (2) ) {
(4)
(3)
}
從上面可以看到, while 迴圈的 (4) 和 (3) 同樣都寫在迴圈的本體內, 在閱
讀上和 for 相比多了區分兩區塊的步驟, 而且 (1) 容易和前面的程式碼混在
一起, 可讀性較差. 因為兩種迴圈是可以互轉的, 在發現有這個問題時, 就可
以嘗試將迴圈改寫, 改寫前先將程式碼著色 (從 for 迴圈出發):
int i=0,a;
for(a=0;i<n;a++) {
if(a%3==2 && a%5==3 && a%7==2)
i++;
}
如果轉成 while 迴圈的話會變成這個樣子:
int i=0,a=0;
while (i<n) {
if(a%3==2 && a%5==3 && a%7==2)
i++;
a++;
}
有沒有發現這個 while 迴圈和你寫的不太一樣? 這個就是問題所在: 它們的結
構是不一樣的. 程式碼結構不同, 導致了求值順序甚至是語意的改變, 所以你
跑出來的結果才會有差. 為了驗證這件事情, 我們可以用簡易的方法來比較程
式碼結構: 將已經著色的程式碼區塊依照求值順序排成有多種顏色的線段, 然
後比較兩線段的顏色差異. 假設迴圈迭代 3 次, 你的 for 迴圈和 while 迴圈
畫成線段後會長成下面的樣子:
(for-loop)
(while-loop)
————————————————————————→
time
如上圖所示, 排出來的線段顏色相同, 才表示這兩份程式碼做的事情是等價的;
你的例子因為 a++ 和 if 語句 順序對調的緣故, 已經產生出不同的程式.