Scheme 循环：do、for-each、map

Scheme 语言没有传统意义上的 while 或 for 循环，而是通过递归和内置的迭代结构实现重复操作。掌握 do、for-each 和 map 是写出简洁高效代码的关键。以下指南将手把手教你正确使用这三种结构。

使用 do 实现通用循环

do 是 Scheme 中最接近传统循环的结构，适合需要显式控制变量更新和终止条件的场景。

1. 理解基本语法：do 的格式为

   (do ((var init update) ...)
       (test result ...)
     body ...)

   其中 var 是循环变量，init 是初始值，update 是每次迭代后的更新表达式；test 为真时循环结束，此时返回 result ... 的值；body ... 是每次迭代执行的操作。

2. 编写一个从 0 到 n-1 的计数循环：
   定义 变量 i 初始为 0，每次加 1，当 i 等于 n 时停止。

   (define (count-up n)
     (do ((i 0 (+ i 1)))
         ((= i n))
       (display i)
       (newline)))

   调用 (count-up 3) 将输出：

   0
   1
   2

3. 在循环中累积结果：若需返回计算值（而非仅副作用），把结果放在 test 子句后。例如计算阶乘：

   (define (factorial n)
     (do ((i 1 (+ i 1))
          (acc 1 (* acc i)))
         ((> i n) acc)))

   此处 acc 初始为 1，每次乘以当前 i，当 i 超过 n 时返回 acc。

使用 for-each 执行副作用

当你有一组数据，只需对每个元素执行操作（如打印、写文件），不关心返回值时，用 for-each。

1. 确认输入是一个列表：for-each 只能遍历列表（或其他序列类型，取决于 Scheme 实现），不能直接用于数字范围。

2. 提供一个过程和一个或多个列表：
   调用 (for-each proc list1 list2 ...)，其中 proc 接受与列表数量相同的参数。

   (for-each display '(a b c))

   输出：abc（无换行）。

3. 处理多列表并行遍历：

   (for-each (lambda (x y)
               (display x)
               (display ": ")
               (display y)
               (newline))
             '(apple banana cherry)
             '(red yellow red))

   输出：

   apple: red
   banana: yellow
   cherry: red

   注意：所有列表必须等长，否则行为未定义。

使用 map 转换数据并收集结果

map 用于对列表每个元素应用函数，并返回新列表，是函数式编程的核心工具。

1. 单列表变换：
   应用 函数到每个元素，生成结果列表。

   (map (lambda (x) (* x x)) '(1 2 3 4))

   返回：'(1 4 9 16)。

2. 多列表并行映射：

   (map + '(1 2 3) '(10 20 30))

   返回：'(11 22 33)。函数 + 同时接收两个列表的对应元素。

3. 避免副作用：虽然技术上可在 map 中使用 display 等副作用操作，但这是反模式。坚持只在 map 中做纯变换，用 for-each 处理副作用。

选择正确的循环结构

根据你的目标决定使用哪种结构：

记住：在 Scheme 中，优先使用 map 和 for-each；仅当它们无法满足需求（如需要多个状态变量或复杂终止逻辑）时才用 do。