§2.5 控制流

前面介绍的各种命令都是在R操作窗口上完成的，这样做对少量的命令还可以，但对于大量的命令既不方便，也不便于重复使用已操作过的命令. 事实上，R语言也是一种计算机语言，它可以进行编程和编写自己需要的函数，将操作过的命令编写成程序，这既便于保存，又便于以后使用.

在R语言中，每个命令可以看成一个语句（或表达式），语句之间由分号或换行分隔. 语句可以续行，只要前一行不是完整表达式（如末尾是加减乘除等运算符，或有未配对的括号），则下一行就是上一行的续行.

将若干个语句放在一起组成复合语句，复合语句的构造方法是将若干个语句放在花括号“{}”中.

R语言与其他高级语言一样，有分支、循环等程序控制结构，这些命令虽然不是R语言特有的，但了解这些控制语句，对以后的程序编写很有帮助.

§2.5.1 分支函数

分支函数有if / else和switch.

1. if/else函数

if/else函数多用于两分支，其使用格式为：

　if(cond) expr
　if(cond) cons.expr else alt.expr

第一种格式表示：如果条件cond成立，则执行表达式expr，否则跳过. 第二种格式表示：如果条件cond成立，则执行表达式cons.expr；否则，执行表达式alt.expr.

例如，如下命令

　if( any(x <= 0) ) y <- log(1+x) else y <- log(x)

表明：如果x的某个分量0时，对1+x取对数并对y赋值，否则直接对x取对数，再对y赋值. 该命令与下面的命令：

　y <- if( any(x <= 0) ) log(1+x) else log(x)

等价.

if/else函数可以嵌套使用，下面的做法：

　if ( cond_1 )
　    expr_1
　else if ( cond_2 )
　    expr_2
　else if ( cond_3 )
　    expr_3
　else
　    expr_4

是合法的.

2. switch函数

switch函数多用于多分支情况，其使用方法为：

　switch (expr, list)

参数expr为表达式.list为列表. 如果expr的取值在1～length（list）之间，则函数返回列表相应位置的值. 如果expr的值超出范围，则无返回值[8]，如：

　> switch(1, 2+3, 2*3, 2/3)
　[1] 5
　> switch(2, 2+3, 2*3, 2/3)
　[1] 6
　> switch(3, 2+3, 2*3, 2/3)
　[1] 0.6666667
　> switch(6, 2+3, 2*3, 2/3)
　>

如果list有元素名，则当expr等于元素名时，返回变量名对应的值，否则无返回值，如：

　> y <- "fruit"
　> switch(y, fruit = "banana", vegetable = "broccoli", meat = "beef")
　[1] "banana"

§2.5.2 中止语句与空语句

中止语句是break，它的作用是强行中止循环，使程序跳到循环以外. 空语句是next，它表示继续执行，而不执行任何有实质性的内容. 关于break和next的用法，将结合循环语句来说明.

§2.5.3 循环函数

循环函数有for，while和repeat.

1. for函数

for函数的使用格式为：

　for(var in seq) expr

参数var为循环变量，seq为向量表达式（通常是个序列，如1：20），expr通常为一组表达式.

例如，构造一个4阶的Hilbert矩阵.

　> n <- 4; x <- array(0, dim = c(n, n))
　> for (i in 1:n){
　+     for (j in 1:n){
　+         x[i,j] <- 1/(i+j-1)
　+     }
　+ }
　> x
　          [,1]      [,2]      [,3]      [,4]
　[1,] 1.0000000 0.5000000 0.3333333 0.2500000
　[2,] 0.5000000 0.3333333 0.2500000 0.2000000
　[3,] 0.3333333 0.2500000 0.2000000 0.1666667
　[4,] 0.2500000 0.2000000 0.1666667 0.1428571

注意：第一列中的+是计算机自动添加的，表示本行语句为上一行的续行.

2. while函数

while函数的使用格式为：

　while (cond) expr

当条件cond成立，则执行表达式expr. 例如，编写一个计算1000以内的Fibonacci数.

　> f <- c(1,1); i <- 1
　> while (f[i] + f[i+1] < 1000) {
　+        f[i+2] <- f[i] + f[i+1]
　+        i <- i + 1;
　+ }
　> f
　 [1] 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144
　[13] 233 377 610 987

3. repeat函数

repeat函数的使用格式为：

　repeat expr

repeat函数依赖中止语句（break）跳出循环. 例如，使用repeat编写一个计算1 000以内的Fibonacci数的程序.

　> f <- c(1,1); i <- 1
　> repeat {
　+     f[i+2] <- f[i] + f[i+1]
　+     i <- i + 1
　+     if (f[i] + f[i+1] >= 1000) break
　+ }

或将条件语句改为

　if (f[i] + f[i+1] < 1000) next else break

也有同样的计算结果.