Операторы языка C#

Операторы цикла

Операторы цикла используются для организации многократно повторяющихся вычислений. К операторам цикла относятся: цикл с предусловием while, цикл с постусловием do while, цикл с параметром for и цикл перебора foreach..

Цикл с предусловием while

Оператор цикла while организует выполнение одного оператора (простого или составного) неизвестное заранее число раз. Формат цикла while:

while (B) S;

где B - выражение, истинность которого проверяется (условие завершения цикла); S - тело цикла - оператор (простой или составной).

Перед каждым выполнением тела цикла анализируется значение выражения В: если оно истинно, то выполняется тело цикла, и управление передается на повторную проверку условия В ; если значение В ложно - цикл завершается и управление передается на оператор, следующий за оператором S.

Если результат выражения B окажется ложным при первой проверке, то тело цикла не выполнится ни разу. Отметим, что если условие B во время работы цикла не будет изменяться, то возможна ситуация зацикливания, то есть невозможность выхода из цикла. Поэтому внутри тела должны находиться операторы, приводящие к изменению значения выражения B так, чтобы цикл мог корректно завершиться.

В качестве иллюстрации выполнения цикла while рассмотрим программу вывода на экран целых чисел из интервала от 1 до n.

static void Main()
{
  Console.Write("N= ");
  int n=int.Parse(Console.ReadLine());
  int i = 1;
  while (i <= n)           //пока i меньше или равно n
  Console.Write(" "+ i++ ); //выводим i на экран, затем увеличиваем его на 1             
}

Результаты работы программы:

n               ответ
10               1  2  3  4  5  6  7  8  9  10

Цикл с постусловием do while

Оператор цикла do while также организует выполнение одного оператора (простого или составного) неизвестное заранее число раз. Однако в отличие от цикла while условие завершения цикла проверяется после выполнения тела цикла. Формат цикла do while:

do  S while (B);

где В - выражение, истинность которого проверяется (условие завершения цикла); S - тело цикла - оператор (простой или блок).

Сначала выполняется оператор S, а затем анализируется значение выражения В: если оно истинно, то управление передается оператору S, если ложно - цикл завершается, и управление передается на оператор, следующий за условием B. Так как условие В проверяется после выполнения тела цикла, то в любом случае тело цикла выполнится хотя бы один раз.

В операторе do while, так же как и в операторе while, возможна ситуация зацикливания в случае, если условие В всегда будет оставаться истинным.

В качестве иллюстрации выполнения цикла do while рассмотрим программу вывода на экран целых чисел из интервала от 1 до n.

static void Main()
{
  Console.Write("N= ");
  int n=int.Parse(Console.ReadLine());
  int i = 1;
  do
    Console.Write(" " + i++); 
    //выводим i на экран, затем увеличиваем его на 1
  while (i <= n); //пока i меньше или равно n
}

Цикл с параметром for

Цикл с параметром имеет следующую структуру:

for ( <инициализация>; <выражение>; <модификация>) <оператор>;

Инициализация используется для объявления и/или присвоения начальных значений величинам, используемым в цикле в качестве параметров (счетчиков). В этой части можно записать несколько операторов, разделенных запятой. Областью действия переменных, объявленных в части инициализации цикла, является цикл и вложенные блоки. Инициализация выполняется один раз в начале исполнения цикла.

Выражение определяет условие выполнения цикла: если его результат истинен, цикл выполняется. Истинность выражения проверяется перед каждым выполнением тела цикла, таким образом, цикл с параметром реализован как цикл с предусловием. В блоке выражение через запятую можно записать несколько логических выражений, тогда запятая равносильна операции логическое И ( && ).

Модификация выполняется после каждой итерации цикла и служит обычно для изменения параметров цикла. В части модификация можно записать несколько операторов через запятую.

Оператор (простой или составной) представляет собой тело цикла.

Любая из частей оператора for (инициализация, выражение, модификация, оператор) может отсутствовать, но точку с запятой, определяющую позицию пропускаемой части, надо оставить.

static void Main()
{
Console.Write("N= ");
int n=int.Parse(Console.ReadLine());
for (int i=1; i<=n;)     //блок модификации пустой     
Console.Write(" " + i++); 
}

Вложенные циклы

Циклы могут быть простые или вложенные (кратные, циклы в цикле). Вложенными могут быть циклы любых типов: while, do while, for. Каждый внутренний цикл должен быть полностью вложен во все внешние циклы. "Пересечения" циклов не допускаются.

Рассмотрим пример использования вложенных циклов, который позволит вывести на экран числа следующим образом:

static void Main()
{
  for (int i = 1; i <= 4; ++i, Console.WriteLine())     //1
  for (int j=1; j<=5; ++j)
  Console.Write(" " + 2); 
}

Операторы безусловного перехода

В С# есть несколько операторов, изменяющих естественный порядок выполнения команд: оператор безусловного перехода goto, оператор выхода break, оператор перехода к следующей итерации цикла continue, оператор возврата из метода return и оператор генерации исключения throw.

Оператор безусловного перехода goto

Оператор безусловного перехода goto имеет формат:

goto <метка>;

В теле той же функции должна присутствовать ровно одна конструкция вида:

<метка>: <оператор>;

Оператор goto передает управление на помеченный меткой оператор. Рассмотрим пример использования оператора goto:

static void Main()
{      
  float x;
  metka: Console.WriteLine("x="); //оператор, помеченный меткой 
  x = float.Parse(Console.ReadLine());
  if (x!=0) Console.WriteLine("y({0})={1}", x, 1 / x ); 
  else
  {
    Console.WriteLine("функция не определена");
    goto metka; // передача управление метке
  }	
}

Следует учитывать, что использование оператора goto затрудняет чтение больших по объему программ, поэтому использовать метки нужно только в крайних случаях, например, в операторе switch.

Оператор выхода break

Оператор break используется внутри операторов ветвления и цикла для обеспечения перехода в точку программы, находящуюся непосредственно за оператором, внутри которого находится break.

Мы уже применяли оператор break для выхода из оператора switch, аналогичным образом он может применяться для выхода из других операторов.

Оператор перехода к следующей итерации цикла continue

Оператор перехода к следующей итерации цикла continue пропускает все операторы, оставшиеся до конца тела цикла, и передает управление на начало следующей итерации (повторение тела цикла). Рассмотрим оператор continue на примере.

static void Main()
{
  Console.WriteLine("n=");            
  int n = int.Parse(Console.ReadLine());
  for (int i = 1; i <= n; i++)
  {
    if (i % 2 == 0) continue;
    Console.Write(" " + i);
  }
}