<展現C#> 第六章 控制語句
2019-11-18 22:06:58
供稿：網友
第六章 控制語句
有一種語句，你在每種編程語言控制流程語句中都可以找到。在這一章中，我介紹了C#的控制語句，它們分為兩個主要部分：
。選擇語句
。循環語句
如果你是C或C++程序員，很多信息會讓你感到似曾相似；但是，你必須知道它們還存在著一些差別。
6.1 選擇語句
當運用選擇語句時，你定義了一個控制語句，它的值控制了哪個語句被執行。在C#中用到兩個選擇語句：
。if 語句
。switch 語句
6.1.1 if 語句
最先且最常用到的語句是 if 語句。內含語句是否被執行取決于布爾表達式：
if (布爾表達式) 內含語句
當然，也可以有else 分枝，當布爾表達式的值為假時，該分枝就被執行：
if (布爾表達式) 內含語句 else 內含語句
在執行某些語句之前就檢查一個非零長字符串的例子：
if (0 != strTest.Length)
{
}
這是一個布爾表達式。（!=表示不等于。） 但是，如果你來自C或者C++，可能會習慣于編寫象這樣的代碼：
if (strTest.Length)
{
}
這在C#中不再工作，因為 if 語句僅允許布爾（ bool） 數據類型的結果，而字符串的Length屬性對象返回一個整
形（integer）。編譯器將出現以下錯誤信息：
error CS0029: Cannot implicitly convert type 'int' to 'bool' （不能隱式地轉換類型 'int' 為 'bool'。）
上邊是你必須改變的習慣，而下邊將不會再在 if 語句中出現賦值錯誤：
if (nMyValue = 5) ...
正確的代碼應為
if (nMyValue == 5) ...
因為相等比較由==實行，就象在C和C++中一樣?？匆韵掠杏玫膶Ρ炔僮鞣ǖ⒉皇撬械臄祿愋投加行В?br> == ——如果兩個值相同，返回真。
!= ——如果兩個值不同，返回假。
<, <=, >, >= —— 如果滿足了關系（小于、小于或等于、大于、大于或等于），返回真。
每個操作符是通過重載操作符被執行的，而且這種執行對數據類型有規定。如果你比較兩個不同的類型，對于編譯
器，必須存在著一個隱式的轉換，以便自動地創建必要的代碼。但是，你可以執行一個顯式的類型轉換。
清單 6.1 中的代碼演示了 if 語句的一些不同的使用場合，同時也演示了如何使用字符串數據類型。這個程序的
主要思想是，確定傳遞給應用程序的第一個參數是否以大寫字母、小寫字母或者數字開始。
清單 6.1 確定字符的形態
1: using System;
2:
3: class NestedIfApp
4: {
5: public static int Main(string[] args)
6: {
7: if (args.Length != 1)
8: {
9: Console.WriteLine("Usage: one argument");
10: return 1; // error level
11: }
12:
13: char chLetter = args[0][0];
14:
15: if (chLetter >= 'A')
16: if (chLetter <= 'Z')
17: {
18: Console.WriteLine("{0} is uppercase",chLetter);
19: return 0;
20: }
21:
22: chLetter = Char.FromString(args[0]);
23: if (chLetter >= 'a' && chLetter <= 'z')
24: Console.WriteLine("{0} is lowercase",chLetter);
25:
26: if (Char.IsDigit((chLetter = args[0][0])))
27: Console.WriteLine("{0} is a digit",chLetter);
28:
29: return 0;
30: }
31: }
始于第7行的第一個 if 語段檢測參數數組是否只有一個字符串。如果不滿足條件，程序就在屏幕上顯示用法信息，并
終止運行。
可以采取多種方法從一個字符串中提取出單個字符——既可象第13行那樣利用字符索引，也可以使用Char類的靜態
FromString 方法，它返回字符串的第一個字符。
第16～20行的 if 語句塊使用一個嵌套 的if 語句塊檢查大寫字母。用邏輯“與”操作符（&&）可以勝任小寫字母的
檢測，而最后通過使用Char類的靜態函數IsDigit，就可以完成對數字的檢測。
除了“&&”操作符之外，還有另一個條件邏輯操作符，它就是代表“或”的“¦¦”。兩個邏輯操作
符都 是“短路”式的。對于“&&”操作符，意味著如果條件“與”表達式的第一個結果返回一個假值，余下的條件“與”
表達式就不會再被求值了。相對應，“¦¦”操作符當第一個真條件滿足時，它就“短路”了。
我想讓大家理解的是，要減少計算時間，你應該把最有可能使求值“短路”的表達式放在前面。同樣你應該清楚，計
算 if 語句中的某些值會存在著替在的危險。
if (1 == 1 ¦¦ (5 == (strLength=str.Length)))
{
Console.WriteLine(strLength);
}
當然，這是一個極其夸張的例子，但它說明了這樣的觀點：第一條語句求值為真，那么第二條語句就不會被執行，它
使變量strLength維持原值。給大家一個忠告：決不要在具有條件邏輯操作符的 if 語句中賦值。
6.1.2 switch 語句
和 if 語句相比，switch語句有一個控制表達式，而且內含語句按它們所關聯的控制表達式的常量運行。
switch (控制表達式)
{
case 常量表達式:
內含語句
default:
內含語句
}
控制表達式所允許的數據類型 為： sbyte, byte, short, ushort, uint, long, ulong, char, string, 或者枚舉類
型。只要使其它不同數據類型能隱式轉換成上述的任何類型，用它作為控制表達式也很不錯。
switch 語句接以下順序執行：
1、控制表達式求值
2、如果 case 標簽后的常量表達式符合控制語句所求出的值，內含語句被執行。
3、如果沒有常量表達式符合控制語句，在default 標簽內的內含語句被執行。
4、如果沒有一個符合case 標簽，且沒有default 標簽，控制轉向switch 語段的結束端。
在繼續更詳細地探討switch語句之前，請看清單 6.2 ，它演示用 switch語句來顯示一個月的天數（忽略跨年度）
清單 6.2 使用switch語句顯示一個月的天數
1: using System;
2:
3: class FallThrough
4: {
5: public static void Main(string[] args)
6: {
7: if (args.Length != 1) return;
8:
9: int nMonth = Int32.Parse(args[0]);
10: if (nMonth < 1 ¦¦ nMonth > 12) return;
11: int nDays = 0;
12:
13: switch (nMonth)
14: {
15: case 2: nDays = 28; break;
16: case 4:
17: case 6:
18: case 9:
19: case 11: nDays = 30; break;
20: default: nDays = 31;
21: }
22: Console.WriteLine("{0} days in this month",nDays);
23: }
24: }
switch 語段包含于第13~21行。對于C程序員，這看起來非常相似，因為它不使用break語句。因此，存在著一個更具
生命力的重要差別。你必須加上一個break語句（或一個不同的跳轉語句），因為編譯器會提醒，不允許直達下一部分。
何謂直達？在C（和C++）中，忽略break并且按以下編寫代碼是完全合法的：
nVar = 1
switch (nVar)
{
case 1:
DoSomething();
case 2:
DoMore();
}
在這個例子中，在執行了第一個case語句的代碼后，將直接執行到其它case標簽的代碼，直到一個break語句退出
switch語段為止。盡管有時這是一個強大的功能，但它更經常地產生難于發現的缺陷。
可如果你想執行其它case標簽的代碼，那怎么辦？ 有一種辦法，它顯示于清單6.3中。
清單 6.3 在swtich語句中使用 goto 標簽 和 goto default
1: using System;
2:
3: class SwitchApp
4: {
5: public static void Main()
6: {
7: Random objRandom = new Random();
8: double dRndNumber = objRandom.NextDouble();
9: int nRndNumber = (int)(dRndNumber * 10.0);
10:
11: switch (nRndNumber)
12: {
13: case 1:
14: //什么也不做
15: break;
16: case 2:
17: goto case 3;
18: case 3:
19: Console.WriteLine("Handler for 2 and 3");
20: break;
21: case 4:
22: goto default;
23: // everything beyond a goto will be warned as
24: // unreachable code
25: default:
26: Console.WriteLine("Random number {0}", nRndNumber);
27: }
28: }
29: }
在這個例子中，通過Random類產生用于控制表達式的值（第７～９行）。switch語段包含兩個對switch語句有效的跳轉
語句。
goto case 標簽：跳轉到所說明的標簽
goto default: 跳轉到 default 標簽
有了這兩個跳轉語句，你可以創建同Ｃ一樣的功能，但是，直達不再是自動的。你必須明確地請求它。
不再使用直達功能的更深的含義為：你可任意排列標簽，如把default標簽放在其它所有標簽的前面。為了說明它，我
創建了一個例子，故意不結束循環：
switch (nSomething)
{
default:
case 5:
goto default;
}
我已經保留了其中一個swich 語句功能的討論直至結束——事實上你可以使用字符串作為常量表達式。這對于VB程序
員，可能聽起來不象是什么大的新聞，但來自Ｃ或Ｃ＋＋的程序員將會喜歡這個新功能。
現在，一個 switch 語句可以如以下所示檢查字符串常量了。
string strTest = "Chris";
switch (strTest)
{
case "Chris":
Console.WriteLine("Hello Chris!");
break;
}
6.2 循環語句
當你想重復執行某些語句或語段時，依據當前不同的任務，Ｃ＃提供４個不同的循環語句選擇給你使用：
。 for 語句
。foreach 語句
。 while 語句
。do 語句
6.2.1 for 語句
當你預先知道一個內含語句應要執行多少次時，for 語句特別有用。當條件為真時，常規語法允許重復地執行內含語
句（和循環表達式）：
for (初始化;條件;循環) 內含語句
請注意，初始化、條件和循環都是可選的。如果忽略了條件，你就可以產生一個死循環，要用到跳轉語句（break 或
goto）才能退出。
for (;;)
{
break; // 由于某些原因
}
另外一個重點是，你可以同時加入多條由逗號隔開的語句到for循環的所有三個參數。例如，你可以初始化兩個變量、
擁有三個條件語句，并重復4個變量。
作為C或C++程序員，你必須了解僅有的一個變化：條件語句必須為布爾表達式，就象 if 語句一樣。
清單6.4 包含使用 for 語句的一個例子。它顯示了如何計算一個階乘，比使用遞歸函數調用還要快。
清單 6.4 在for 循環里計算一個階乘
1: using System;
2:
3: class Factorial
4: {
5: public static void Main(string[] args)
6: {
7: long nFactorial = 1;
8: long nComputeTo = Int64.Parse(args[0]);
9:
10: long nCurDig = 1;
11: for (nCurDig=1;nCurDig <= nComputeTo; nCurDig++)
12: nFactorial *= nCurDig;
13:
14: Console.WriteLine("{0}! is {1}",nComputeTo, nFactorial);
15: }
16: }
盡管該例子過于拖沓，但它作為如何使用for 語句的一個開端。首先，我本應在初始化內部聲明變量nCurDig：
for (long nCurDig=1;nCurDig <= nComputeTo; nCurDig++) nFactorial *= nCurDig;
另一種忽略初始化的選擇如下行，因為第10行在for 語句的外部初始化了變量。（記住C#需要初始化變量）：
for (;nCurDig <= nComputeTo; nCurDig++) nFactorial *= nCurDig;
另一種改變是把++操作符移到內含語句中：
for ( ;nCurDig <= nComputeTo; ) nFactorial *= nCurDig++;
如果我也想擺脫條件語句，全部要做的是增加一條if 語句，用break 語句中止循環：
for (;;)
{
if (nCurDig > nComputeTo) break;
nFactorial *= nCurDig++;
}
除了用于退出for語句的break語句外，你還可以用continue 跳過當前循環，并繼續下一次循環。
for (;nCurDig <= nComputeTo;)
{
if (5 == nCurDig) continue; // 這行跳過了余下的代碼
nFactorial *= nCurDig++;
}
6.2.2 foreach 語句
已經在Visual Basic 語言中存在了很久的一個功能是，通過使用For Each 語句收集枚舉。C#通過foreach 語句，也
有一個用來收集枚舉的命令：
foreach(表達式中的類型標識符） 內含語句
循環變量由類型和標識符聲明，且表達式與收集相對應。循環變量代表循環正在為之運行的收集元素。
你應該知道不能賦一個新值給循環變量，也不能把它當作ref 或out 參數。這樣引用在內含語句中被執行的代碼。
你如何說出某些類支持foreach 語句？ 簡而言之，類必須支持具有 GetEnumerator()名字的方法，而且由其所返回的
結構、類或者接口必須具有public 方法MoveNext() 和public 屬性Current。如果你想知道更多，請閱讀語言參考手冊，
它有很多關于這個話題的詳細內容。
對于清單 6.5 中的例子，我恰好偶然選了一個類，實現了所有這些需要。我用它來列舉被定義過的所有的環境變量。
清單 6.5 讀所有的環境變量
1: using System;
2: using System.Collections;
3:
4: class EnvironmentDumpApp
5: {
6: public static void Main()
7: {
8: IDictionary envvars = Environment.GetEnvironmentVariables();
9: Console.WriteLine("There are {0} environment variables declared", envvars.Keys.Count);
10: foreach (String strKey in envvars.Keys)
11: {
12: Console.WriteLine("{0} = {1}",strKey, envvars[strKey].ToString());
13: }
14: }
15: }
對GetEnvironmentVariables的調用返回一個IDictionary類型接口，它是由.NET框架中的許多類實現了的字典接口。
通過 IDictionary 接口，可以訪問兩個收集：Keys 和 Values。在這個例子里，我在foreach語句中使用Keys，接著查
找基于當前key值的值（第12行）。
當使用foreach時，只要注意一個問題：當確定循環變量的類型時，應該格外小心。選擇錯誤的類型并沒有受到編譯
器的檢測，但它會在運行時受檢測，且會引發一個異常。
6.2.3 while 語句
當你想執行一個內含語句0次或更多次時，while語句正是你所盼望的：
while (條件) 內含語句
條件語句——它也是一個布爾表達式 ——控制內含語句被執行的次數。你可以使用 break 和continue語句來控制
while語句中的執行語句，它的運行方式同在for語句中的完全相同。
為了舉例while的用法，清單 6.6 說明如何使用一個 StreamReader類輸出C#源文件到屏幕。
清單 6.6 顯示一個文件的內容
1: using System;
2: using System.IO;
3:
4: class WhileDemoApp
5: {
6: public static void Main()
7: {
8: StreamReader sr = File.OpenText ("whilesample.cs");
9: String strLine = null;
10:
11: while (null != (strLine = sr.ReadLine()))
12: {
13: Console.WriteLine(strLine);
14: }
15:
16: sr.Close();
17: }
18: }
代碼打開文件 whilesample.cs, 接著當ReadLine 方法返回一個不等于null的值時，就在屏幕上顯示所讀取的值。注
意，我在while條件語句中用到一個賦值。如果有更多的用&&和¦¦連接起來的條件語句，我不能保證它們是
否會被執行，因為存在著“短路”的可能。
6.2.4 do 語句
C#最后可利用的循環語句是do語句。它與while語句十分相似，僅當經過最初的循環之后，條件才被驗證。
do
{
內含語句
}
while (條件);
do語句保證內含語句至少被執行過一次，而且只要條件求值等于真，它們繼續被執行。通過使用break語句，你可以迫
使運行退出 do 語塊。如果你想跳過這一次循環，使用continue語句。
一個如何使用do語句的例子顯示在清單 6.7中。它向用戶請求一個或多個數字，并且當執行程序退出do循環后計算平
均值。
清單 6.7 在do 循環中計算平均值
1: using System;
2:
3: class ComputeAverageApp
4: {
5: public static void Main()
6: {
7: ComputeAverageApp theApp = new ComputeAverageApp();
8: theApp.Run();
9: }
10:
11: public void Run()
12: {
13: double dValue = 0;
14: double dSum = 0;
15: int nNoOfValues = 0;
16: char chContinue = 'y';
17: string strInput;
18:
19: do
20: {
21: Console.Write("Enter a value: ");
22: strInput = Console.ReadLine();
23: dValue = Double.Parse(strInput);
24: dSum += dValue;
25: nNoOfValues++;
26: Console.Write("Read another value?");
27:
28: strInput = Console.ReadLine();
29: chContinue = Char.FromString(strInput);
30: }
31: while ('y' == chContinue);
32:
33: Console.WriteLine("The average is {0}",dSum / nNoOfValues);
34: }
35: }
在這個例子里，我在靜態 Main函數中實例化 ComputeAverageApp類型的一個對象。它同樣接著調用實例的Run方法，
該方法包含了計算平均值所有必要的功能。
do 循環跨越第19~31行。條件是這樣設定的：分別回答各個問題 “y”，以決定是否要增加另一個值。輸入任何其它
字符會引起程序退出 do語塊，且平均值被計算。
正如你可以從提到的例子看出，do語句和while語句差別不太大——僅有的差別就是條件在什么時候被求值。
6.3 小結
這章解釋了如何使用C#中用到的各種選擇和循環語句。 if 語句在應用程序中可能是最為常用的語句。當在布爾表達
式中使用計算時，編譯器會為你留意。但是，你一定要確保條件語句的短路不會阻止必要代碼的運行。
switch 語句——盡管同樣與C語言的相應部分相似——但也被改善了。直達不再被支持，而且你可以使用字符串標
簽，對于C程序員，這是一種新的用法。
在這一章的最后部分，我說明如何使用for、foreach、while和do語句。語句完成各種需要，包括執行固定次數的循
環、列舉收集元素和執行基于某些條件的任意次數的語句。
