5.4　控制流

在正常情况下，R程序中的语句是从上至下顺序执行的。但有时你可能希望重复执行某些语句，仅在满足特定条件的情况下执行另外的语句。这就是控制流结构发挥作用的地方了。

R拥有一般现代编程语言中都有的标准控制结构。首先你将看到用于条件执行的结构，接下来是用于循环执行的结构。

为了理解贯穿本节的语法示例，请牢记以下概念：

  • 语句（statement）是一条单独的R语句或一组复合语句（包含在花括号{ } 中的一组R语句，使用分号分隔）；

  • 条件（cond）是一条最终被解析为真（TRUE）或假（FALSE）的表达式；

  • 表达式（expr）是一条数值或字符串的求值语句；

  • 序列（seq）是一个数值或字符串序列。

在讨论过控制流的构造后，我们将学习如何编写函数。

5.4.1　重复和循环

循环结构重复地执行一个或一系列语句，直到某个条件不为真为止。循环结构包括for和while结构。

  • for结构

for循环重复地执行一个语句，直到某个变量的值不再包含在序列seq中为止。语法为：

  1. for (var in seq) statement

在下例中：

  1. for (i in 1:10) print("Hello")

单词Hello被输出了10次。

  • while结构

while循环重复地执行一个语句，直到条件不为真为止。语法为：

  1. while (cond) statement

作为第二个例子，代码：

  1. i <- 10
  2. while (i > 0) {print("Hello"); i <- i - 1}

又将单词Hello输出了10次。请确保括号内while的条件语句能够改变，即让它在某个时刻不再为真——否则循环将永不停止！在上例中，语句：

  1. i <- i - 1

在每步循环中为对象i减去1，这样在十次循环过后，它就不再大于0了。反之，如果在每步循环都加1的话，R将不停地输出Hello。这也是while循环可能较其他循环结构更危险的原因。

在处理大数据集中的行和列时，R中的循环可能比较低效费时。只要可能，最好联用R中的内建数值/字符处理函数和apply族函数。

5.4.2　条件执行

在条件执行结构中，一条或一组语句仅在满足一个指定条件时执行。条件执行结构包括if-else、ifelse和switch。

  • if-else结构

控制结构if-else在某个给定条件为真时执行语句。也可以同时在条件为假时执行另外的语句。语法为：

  1. if (cond) statement
  2. if (cond) statement1 else statement2

示例如下：

  1. if (is.character(grade)) grade <- as.factor(grade)
  2. if (!is.factor(grade)) grade <- as.factor(grade) else print("Grade already
  3.     is a factor")

在第一个实例中，如果grade是一个字符向量，它就会被转换为一个因子。在第二个实例中，两个语句择其一执行。如果grade不是一个因子（注意符号!），它就会被转换为一个因子。如果它是一个因子，就会输出一段信息。

  • ifelse结构

ifelse结构是if-else结构比较紧凑的向量化版本，其语法为：

  1. ifelse(cond, statement1, statement2)

若cond为TRUE，则执行第一个语句；若cond为FALSE，则执行第二个语句。示例如下：

  1. ifelse(score > 0.5, print("Passed"), print("Failed"))
  2. outcome <- ifelse (score > 0.5, "Passed", "Failed")

在程序的行为是二元时，或者希望结构的输入和输出均为向量时，请使用ifelse。

  • switch结构

switch根据一个表达式的值选择语句执行。语法为：

  1. switch(expr, ...)

其中的…表示与expr的各种可能输出值绑定的语句。通过观察代码清单5-7中的代码，可以轻松地理解switch的工作原理。

代码清单5-7　一个switch示例

  1. > feelings <- c("sad", "afraid")
  2. > for (i in feelings)
  3.     print(
  4.       switch(i,
  5.         happy  = "I am glad you are happy",
  6.         afraid = "There is nothing to fear",
  7.         sad    = "Cheer up",
  8.         angry  = "Calm down now"
  9.       )
  10.     )
  12. [1] "Cheer up"
  13. [1] "There is nothing to fear"

虽然这个例子比较幼稚，但它展示了switch的主要功能。你将在下一节学习如何使用switch编写自己的函数。