3.13. 루프 표현식
loop, while, for 의 세 형태로 반복 실행을 표현할 수 있습니다. 셋 모두 표현식이며, 본 문서에서는 각 형태의 문법과 값 평가 규칙을 정의합니다.
loop_expr ::= label? "loop" block
| label? "while" expr block
| label? "for" pattern "in" expr block
| label? "for" "await" pattern "in" expr block
label ::= "'" identifier ":"
break_stmt ::= "break" label_target? expr? ";"
continue_stmt ::= "continue" label_target? ";"
label_target ::= "'" identifier
참고
in 은 for pat in 자리에서만 키워드인 문맥 키워드입니다 (1.5.4).
for await 의 의미와 사용처는 스트림 에서 정의합니다. 비동기 스트림에서 한 항목씩 받아 본체를 실행하는 형태입니다.
라벨 ('name:) 의 의미는 3.13.4 라벨 에서 정의합니다. 라벨이 붙은 블록 ('b: { ... }) 은 블록 표현식 에서 정의합니다.
3.13.1. loop: 무한 반복
loop {
...
}
loop 키워드 뒤에 블록 본체를 두는 형태이며, 본체를 무한히 반복합니다. 종료는 break, return, throw 로만 가능합니다.
break value 로 값 반환
let v = loop {
let x = compute();
if x.converged { break x; }
};
break 뒤에 식을 두면 그 식의 값이 loop 표현식의 결과가 됩니다. break; 처럼 값 없이 종료하면 loop 의 결과는 unit 입니다. 한 loop (또는 라벨 붙은 블록) 의 모든 break 값은 한 타입이어야 하며, 받는 쪽에 타입 주석이 있으면 그 타입이어야 합니다. break; 와 break v 를 섞으면 컴파일 에러입니다.
결과 타입
break value 가 한 번이라도 등장하는 loop 는 그 값의 타입이 결과 타입이 됩니다. break; 만 있는 loop 는 결과 타입이 unit 입니다. break 가 전혀 없는 loop 는 divergent 로, 절대 끝나지 않습니다.
3.13.2. while: 조건 기반 반복
while cond {
...
}
while 키워드 뒤에 bool 조건과 블록 본체를 두는 형태입니다. 매 반복 시작 시 cond 를 평가해서 true 면 본체를 실행하고, false 면 종료합니다.
결과 값
while 의 결과 값은 항상 unit 입니다.
let x = while cond { ... }; // x: unit
이렇게 결정한 근거는, while 이 자연스럽게 끝났을 때 (cond 가 false) 어떤 값을 반환할지에 자연스러운 선택이 없다는 점입니다. loop { break v; } 처럼 명시적 break value 를 위한 형태가 아니라는 뜻입니다.
값을 반환하고 싶다면 loop { ... break v; ... } 를 사용하면 됩니다.
while let: 패턴 매칭과의 결합
while let v: T = compute() { // compute(): T | none
use(v);
}
while_let ::= "while" "let" pattern (":" type_expr)? "=" expr block
매 반복마다 식을 평가해 if let (3.10.5) 과 같은 규칙으로 매칭합니다. 맞으면 본체를 실행하고, 아니면 끝납니다. 패턴의 바인딩은 본체에서 보입니다.
패턴 의 모든 패턴 형태를 사용할 수 있고, 보통 enum 이나 합 타입 변형을 매칭할 때 활용합니다.
3.13.3. for: 반복자 기반 반복
for 패턴 in 반복식 {
...
}
for 키워드 뒤에 패턴, in, 반복식, 블록 본체를 차례로 두는 형태입니다. 반복식은 반복자이거나 반복 가능 (Iterable) 한 값이어야 합니다. 반복식과 while 의 조건의 최상위에는 struct 리터럴을 둘 수 없습니다 (3.10.3). 매 반복마다 다음 원소를 패턴에 매칭해서 본체에 바인딩합니다.
반복식의 desugar
for pat in xs { body }
는 의미적으로 다음과 동등합니다.
let it = <typeof(xs) as IntoIterator>::into_iter(xs);
loop {
match <typeof(it) as Iterator>::next(ref it) { // 반환: T | none
pat: T => body,
none => break,
}
}
(정확한 트레잇과 메서드 이름은 표준 라이브러리에서 정의합니다.)
next 가 던지는 iterator (TryGenIter<T, E> 등) 를 도는 for 는 throwing 식이므로 try for pat in it { ... } 처럼 try 로 덮어야 합니다. for await 도 같습니다 (4.14.10).
결과 값
for 의 결과 값은 항상 unit 입니다 (while 과 같은 이유입니다).
패턴 자리
패턴 중 반증 불가능 패턴만 사용할 수 있습니다 (이름, 와일드카드, 튜플 분해 등입니다).
for x in 0..10 { ... } // 단순 이름
for (i, v) in xs.enumerate() { ... } // 튜플 분해
for Point { x, y } in points { ... } // struct 분해
반증 가능 패턴 (예: enum 변형 매칭) 은 매칭 실패 시 처리가 모호해서 for 의 패턴 자리에서는 거부됩니다. 그러한 형태가 필요하면 while let 이나 for 와 if let 의 조합을 사용하면 됩니다.
3.13.4. 라벨: 중첩 루프 제어
'outer: loop {
for x in xs {
if cond { break 'outer; }
if other { continue 'outer; }
}
}
루프 앞에 '이름: 형태로 라벨을 붙일 수 있습니다. break 'name 이나 continue 'name 을 사용하면 해당 라벨의 루프를 직접 제어할 수 있습니다.
라벨 토큰
라벨은 작은따옴표, 식별자, 콜론으로 이루어집니다 ('outer:). 작은따옴표는 문자 리터럴 의 시작과 같은 토큰이지만, 콜론과 결합한 위치에서는 라벨로 인식됩니다. 정확한 토큰화 규칙은 어휘 사양의 보강 정의에 해당하고, 본 문서에서는 언어 수준의 형태만 명시합니다.
break label value
loop 라벨에서는 값과 결합할 수 있습니다.
'outer: loop {
for x in xs {
if found(x) { break 'outer x; }
}
}
break 'outer x 는 라벨 outer 의 loop 에서 값 x 를 들고 빠져나간다는 뜻입니다.
3.13.5. break 와 continue 기본 동작
라벨이 없으면 가장 안쪽 루프를 가리킵니다.
loop {
for x in xs {
if cond { break; } // for 를 빠져나감
}
// 여기서 계속
}
3.13.6. 평가 순서
각 루프의 평가는 위에서 정의한 의미를 따릅니다. 본체의 식과 문장은 블록 표현식 의 순서대로 평가되며, 부작용도 그 순서를 따릅니다.
루프 종료 조건의 검사는 다음과 같이 이루어집니다. loop 는 검사 없이 외부의 break 로만 종료됩니다. while 은 매 반복 시작 시 cond 를 평가합니다. for 는 매 반복 시작 시 Iterator::next 를 호출합니다.
3.13.7. divergent 루프
break, return, throw 등으로도 종료될 가능성이 없는 루프 (예: loop { ... } 안에 break 가 없고 외부로 빠져나가는 흐름도 없는 경우) 는 divergent 로 분류됩니다. 그러한 루프 표현식의 타입은 임의의 타입과 호환됩니다.