While与Repeat循环控制：Lazarus实战入门及输入验证实例

本篇内容

• WHILE ... DO 循环
• REPEAT ... UNTIL 循环
• 典型应用：输入验证
• 核心区别对比

While...do 和 Repeat...until 是两种基于布尔条件控制的循环结构。它们弥补了 for 循环只能按固定步长迭代的不足，适用于循环次数未知的场景。

WHILE ... DO 循环

由于 for ... do 循环无法轻松满足所有迭代需求，Pascal 另外提供了两种由布尔表达式控制的循环结构。第一种便是 while ... do 循环：

while <布尔表达式> do <语句>;

只要布尔表达式的值为 True，循环体就会持续执行；若初始判断即为 False，则循环体一次也不会执行。

如果需要，你可以用 while 循环来模拟 for 循环的行为：

<变量> := <初值>;
while <变量> <= <终值> do
begin
  <语句>;
  <变量> := Succ(<变量>)  { 等价于变量自增1 }
end;

若需要自定义步长，只需修改循环体内的递增语句即可。例如，要实现步长为 3 的循环，可将最后一句改为：

<变量> := <变量> + 3;

当然，while 循环的用途远不止模仿 for 循环。下面是一个 二分查找（Binary Search） 的经典示例。该算法在有序列表中查找目标值，直到找到或确认不存在为止。二分查找的优势在于效率极高：对于包含 $n$ 个元素的列表，最多只需 $\log_2 n$ 次比较。这意味着即使列表有 1024 个元素，循环也最多执行 10 次。

procedure BinarySearch(DKey: ListVal; 
                       var Index: Integer; 
                       var Found: Boolean);
{
  本过程在有序数组 List[IMin..IMax] 中对 DKey 进行二分查找。
  前提条件：List 已按升序排列，即 List[I] <= List[I+1]
  功能：查找使得 DKey = List[Index] 的索引值
  返回：若找到则 Found = True，否则 Found = False
}
var
  Upper, Lower: Integer;
begin
  Upper := IMax;
  Lower := IMin;
  Found := False;

  while not Found and (Lower <= Upper) do
  begin
    Index := (Upper + Lower) div 2;

    if DKey < List[Index] then
      Upper := Pred(Index)       { 目标在左半区 }
    else if DKey > List[Index] then
      Lower := Succ(Index)       { 目标在右半区 }
    else
      Found := True              { 找到目标 }
  end;
end; { of proc BinarySearch }

每次进入循环体之前，先计算布尔表达式的值。如果初始条件即为 False，循环体一次也不会执行。

REPEAT ... UNTIL 循环

第三种循环结构是 repeat ... until，其语法格式如下：

repeat
  <语句1>;
  <语句2>;
  ...
  <语句n>
until <布尔条件>;

它与 while ... do 循环存在三个关键区别：

1. 至少执行一次：循环体会先执行，然后再判断布尔条件。因此无论条件是否成立，语句至少会执行一次。
2. 终止逻辑相反：当布尔条件为 False 时继续循环，为 True 时终止；而 while 循环恰恰相反（为 True 时继续）。
3. 天然支持多语句：repeat ... until 本身就能包裹多条语句，无需像其他控制结构那样额外使用 begin ... end 复合语句块。

典型应用：输入验证

repeat 循环最常见的用途之一是输入校验：反复提示用户输入，直到获得合法值为止。

以下示例实现了一个“防呆”整数输入过程。它会持续要求用户输入一个位于 [Low, High] 范围内的整数，并在以下两种情况下重新提示：

1. 发生 I/O 错误（如输入了非数字字符）；
2. 输入的数值超出允许范围。

program TestGetInteger;

type
  Prompt = string[80];

procedure GetInteger(var Val: Integer; 
                     Msg: Prompt; 
                     Low, High: Integer);
begin
  {$I-, R-}  { 关闭 I/O 检查和范围检查 }
  repeat
    Write(Msg);
    ReadLn(Val);
  until (IOresult = 0) and (Low <= Val) and (Val <= High);
  {$I+, R+}  { 恢复所有检查 }
end; { of proc GetInteger }

这段代码实现了健壮的整数输入机制。无论用户如何误操作（输入字母、超范围数值等），程序都会持续要求重新输入，直到获得格式正确且在有效范围内的值为止。

核心区别对比

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