融会贯通

这是 Ziglings 的第三次阶段性测验（Quiz 3）。与之前的“填空题”不同，这次我们需要从头编写两个完整的函数逻辑。

任务很明确：我们要处理一个包含数字的数组，并打印出每个数字对应的 2 的幂次方。有趣的是，我们需要“手写”幂运算，而不能依赖标准库。

挑战：双重循环

我们需要：

一个 for 循环来遍历数组。
一个 while 循环来计算数学幂。

解决方案

这是我的完整实现：

const std = @import("std");

pub fn main() void {
    const my_numbers = [4]u16{ 5, 6, 7, 8 };

    printPowersOfTwo(my_numbers);
    std.debug.print("\n", .{});
}

// 函数 1: 负责遍历
// 注意：这里硬编码了数组长度 [4]u16，这在 Zig 初学阶段很常见，
// 但在实际工程中，我们通常会使用切片 ([]u16) 来处理任意长度的数组。
fn printPowersOfTwo(numbers: [4]u16) void {
    // 使用 for 循环优雅地遍历数组
    for (numbers) |n| {
        std.debug.print("{} ", .{twoToThe(n)});
    }
}

// 函数 2: 负责计算
// 我们需要手动实现 2^n，这展示了 while 循环的典型用法
fn twoToThe(number: u16) u16 {
    var n: u16 = 0;
    var total: u16 = 1;

    // 使用带步进表达式的 while 循环
    // 逻辑：只要 n 小于目标 number，就让 total 翻倍，并将 n 加 1
    while (n < number) : (n += 1) {
        total *= 2;
    }

    return total;
}

核心知识点回顾

1. 各司其职的循环

这个练习清晰地划清了界限：

for：用于数据。当你眼中有数组、列表或切片时，用它。
while：用于逻辑。当你需要计数、等待条件满足或执行特定次数的操作时，用它。

2. 累加器模式

在 twoToThe 函数中，total 变量充当了累加器（Accumulator）。我们将其初始化为 1（因为 $2^0 = 1$），然后通过循环不断地对其进行自我更新（total *= 2）。这是实现各种数学算法的基础模式。

3. 类型的一致性

整个程序中，我们始终坚持使用 u16。输入是 u16，中间变量 n 和 total 是 u16，返回值也是 u16。Zig 的强类型系统要求我们在设计函数时必须对数据流的“形状”了如指掌。

后续预告：我们一直在处理显式的错误（编译报错）。但在运行时，如果发生了意外情况怎么办？下一篇，我们将进入 Zig 最引以为傲的特性之一：错误处理 (Errors)。

Ziglings 笔记 20: 阶段性测验 3 - 函数与循环的协奏曲