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Lua repeat…until 循环（一文讲透）

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引言：循环结构在编程中的重要性

在编程世界中，循环结构是解决问题的核心工具之一。无论是遍历数据、重复计算，还是实现动态逻辑，循环都能让代码高效且优雅地完成任务。Lua 语言作为轻量级脚本语言的代表，其简洁的语法和强大的功能使其在游戏开发、嵌入式系统等领域广泛应用。在 Lua 的循环家族中，repeat…until 循环是一个容易被忽视但功能独特的成员。本文将从基础概念、语法特性、实际案例到进阶技巧，全面解析这一循环结构，帮助开发者理解其应用场景与核心价值。

一、循环结构的“先执行后判断”特性

在讲解 repeat…until 循环之前，我们需要明确其与同类循环（如 while 循环）的本质区别。Lua 提供了三种主要循环结构：while、repeat…until 和 for。其中，repeat…until 的独特之处在于其**“先执行循环体，后判断条件”**的执行顺序。这一特性在特定场景下能避免逻辑漏洞，例如：

1.1 与 while 循环的对比

假设我们需要编写一个程序，要求用户输入一个大于零的数字。若使用 while 循环，代码可能如下：

local number = 0  
while number <= 0 do  
    print("请输入一个大于零的数字：")  
    number = tonumber(io.read())  
end  
print("输入有效！")

此时，如果用户第一次输入的值就符合要求（如 5），循环体将不会执行。这可能导致程序直接跳过输入提示，引发逻辑错误。

而 repeat…until 循环的语法则确保循环体至少执行一次：

local number = 0  
repeat  
    print("请输入一个大于零的数字：")  
    number = tonumber(io.read())  
until number > 0  
print("输入有效！")

无论初始条件是否满足，用户都会至少看到一次提示信息，从而避免了“条件未触发但循环体未执行”的尴尬场景。

二、repeat…until 循环的语法结构

2.1 基础语法

repeat…until 的语法格式如下：

repeat  
    -- 循环体代码  
until 条件表达式
  • 循环体：放置需要重复执行的代码块。
  • 条件表达式：判断循环是否继续执行。只有当条件表达式的结果为 true 时，循环才会终止；否则，循环会再次执行。

2.2 关键特性总结

特性描述
至少执行一次不论条件是否满足，循环体都会至少运行一次。
条件判断在循环末尾条件表达式在循环体执行后才被评估，因此循环体的执行顺序与条件无关。
支持复杂条件条件表达式可以包含逻辑运算符（如 and、or）、变量比较等。

三、实战案例：用 repeat…until 解决常见问题

3.1 案例 1：简单计数器

假设我们需要让程序输出从 1 到 5 的数字，可以这样实现：

local count = 1  
repeat  
    print(count)  
    count = count + 1  
until count > 5

输出结果：

1  
2  
3  
4  
5

3.2 案例 2：动态条件的循环（如猜数字游戏）

设计一个猜数字游戏，用户需猜中随机生成的 1-10 之间的数字：

math.randomseed(os.time())  
local target = math.random(1, 10)  
local guess  

repeat  
    print("猜一个 1 到 10 之间的数字：")  
    guess = tonumber(io.read())  
    if guess < target then  
        print("太小了！")  
    elseif guess > target then  
        print("太大了！")  
    end  
until guess == target  

print("恭喜！你猜对了！")

3.3 案例 3：处理用户输入错误

当需要确保用户输入合法时，repeat…until 能有效避免因初始条件不满足导致的流程中断。例如，要求输入“Y”或“N”：

local choice  
repeat  
    print("请输入 Y 或 N：")  
    choice = string.upper(io.read())  
until choice == "Y" or choice == "N"  

print("你的选择是：" .. choice)

四、进阶技巧：优化与常见问题

4.1 如何避免无限循环？

由于 repeat…until 的条件在循环末尾判断，若条件始终为 false，程序将陷入无限循环。例如：

repeat  
    print("这会一直运行下去…")  
until false  -- 永远不满足条件

解决方案：

  • 确保循环体内部有改变条件的逻辑（如修改变量值）。
  • 在调试时添加超时机制或人工终止条件。

4.2 复合条件与逻辑运算

可以结合逻辑运算符构建复杂条件，例如：

repeat  
    -- 执行操作  
until condition1 or (condition2 and not condition3)

4.3 与 while 循环的等价转换

若需将 repeat…until 转换为 while 循环，需注意逻辑反转：

-- 原 repeat…until  
repeat  
    body  
until condition  

-- 等价的 while 写法  
repeat_body_once()  
while not condition do  
    body  
end

五、与其他循环结构的对比分析

5.1 repeat…until vs while

对比维度repeat…untilwhile
执行顺序先执行循环体，再判断条件先判断条件，再决定是否执行循环体
最少执行次数至少一次可能一次都不执行
适用场景需保证循环体至少运行一次（如输入验证）条件明确且可能不满足时

5.2 repeat…until vs for

for 循环适用于已知迭代次数的场景（如遍历数组），而 repeat…until 更适合条件动态变化且需要至少执行一次的情况。例如：

-- for 循环  
for i = 1, 5 do  
    print(i)  
end  

-- 等价的 repeat…until（但不推荐）  
local i = 1  
repeat  
    print(i)  
    i = i + 1  
until i > 5

六、最佳实践与总结

6.1 使用场景建议

  • 强制执行初始操作：如用户必须输入有效值。
  • 需要至少一次循环体执行：如初始化资源或显示提示信息。
  • 条件依赖循环体内操作：如循环体内部修改了条件变量。

6.2 总结

repeat…until 循环是 Lua 中一个“先行动，后思考”的循环结构。它通过确保循环体至少执行一次，弥补了 while 循环的局限性。在设计输入验证、游戏逻辑或动态条件处理等场景中，合理使用 repeat…until 可以让代码更健壮、简洁。

关键点回顾：

  1. 循环体先执行，条件后判断。
  2. 必须保证条件最终会变为 true，否则可能导致无限循环。
  3. 与 while 的逻辑反转需谨慎处理。

通过本文的讲解与案例，开发者应能灵活运用 repeat…until 循环解决实际问题，并理解其在程序控制流中的独特价值。

希望本文能为你的 Lua 学习之路提供清晰的指引！

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