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展现C# 第六章 控制语句(rainbow 翻译)


第六章 控制语句

有一种语句,你在每种编程语言控制流程语句中都可以找到。在这一章中,我介绍了C#的控制语句,它们分为两个主
要部分:
。选择语句
。循环语句
如果你是C或C++程序员,很多信息会让你感到似曾相似;但是,你必须知道它们还存在着一些差别。

6.1 选择语句
当运用选择语句时,你定义了一个控制语句,它的值控制了哪个语句被执行。在C#中用到两个选择语句:
。if 语句
。switch 语句

6.1.1 if 语句
最先且最常用到的语句是 if 语句。内含语句是否被执行取决于布尔表达式:
if (布尔表达式) 内含语句
当然,也可以有else 分枝,当布尔表达式的值为假时,该分枝就被执行:
if (布尔表达式) 内含语句 else 内含语句
在执行某些语句之前就检查一个非零长字符串的例子:

if (0 != strTest.Length)
{
}

这是一个布尔表达式。(!=表示不等于。) 但是,如果你来自C或者C++,可能会习惯于编写象这样的代码:
if (strTest.Length)
{
}

这在C#中不再工作,因为 if 语句仅允许布尔( bool) 数据类型的结果,而字符串的Length属性对象返回一个整
形(integer)。编译器将出现以下错误信息:
error CS0029: Cannot implicitly convert type 'int' to 'bool' (不能隐式地转换类型 'int' 为 'bool'。)

上边是你必须改变的习惯,而下边将不会再在 if 语句中出现赋值错误:
if (nMyValue = 5) ...

正确的代码应为

if (nMyValue == 5) ...

因为相等比较由==实行,就象在C和C++中一样。看以下有用的对比操作符(但并不是所有的数据类型都有效):
== ——如果两个值相同,返回真。
!= ——如果两个值不同,返回假。
<, <=, >, >= —— 如果满足了关系(小于、小于或等于、大于、大于或等于),返回真。
每个操作符是通过重载操作符被执行的,而且这种执行对数据类型有规定。如果你比较两个不同的类型,对于编译
器,必须存在着一个隐式的转换,以便自动地创建必要的代码。但是,你可以执行一个显式的类型转换。
清单 6.1 中的代码演示了 if 语句的一些不同的使用场合,同时也演示了如何使用字符串数据类型。这个程序的
主要思想是,确定传递给应用程序的第一个参数是否以大写字母、小写字母或者数字开始。

清单 6.1 确定字符的形态

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行的第一个 if 语段检测参数数组是否只有一个字符串。如果不满足条件,程序就在屏幕上显示用法信息,并
终止运行。
可以采取多种方法从一个字符串中提取出单个字符——既可象第13行那样利用字符索引,也可以使用Char类的静态
FromString 方法,它返回字符串的第一个字符。
第16~20行的 if 语句块使用一个嵌套 的if 语句块检查大写字母。用逻辑“与”操作符(&&)可以胜任小写字母的
检测,而最后通过使用Char类的静态函数IsDigit,就可以完成对数字的检测。
除了“&&”操作符之外,还有另一个条件逻辑操作符,它就是代表“或”的“¦¦”。两个逻辑操作
符都 是“短路”式的。对于“&&”操作符,意味着如果条件“与”表达式的第一个结果返回一个假值,余下的条件“与”
表达式就不会再被求值了。相对应,“¦¦”操作符当第一个真条件满足时,它就“短路”了。
我想让大家理解的是,要减少计算时间,你应该把最有可能使求值“短路”的表达式放在前面。同样你应该清楚,计
算 if 语句中的某些值会存在着替在的危险。

if (1 == 1 ¦¦ (5 == (strLength=str.Length)))
{
Console.WriteLine(strLength);
}

当然,这是一个极其夸张的例子,但它说明了这样的观点:第一条语句求值为真,那么第二条语句就不会被执行,它
使变量strLength维持原值。给大家一个忠告:决不要在具有条件逻辑操作符的 if 语句中赋值。

6.1.2 switch 语句
和 if 语句相比,switch语句有一个控制表达式,而且内含语句按它们所关联的控制表达式的常量运行。

switch (控制表达式)
{
case 常量表达式:
内含语句
default:
内含语句
}

控制表达式所允许的数据类型 为: sbyte, byte, short, ushort, uint, long, ulong, char, string, 或者枚举类
型。只要使其它不同数据类型能隐式转换成上述的任何类型,用它作为控制表达式也很不错。
switch 语句接以下顺序执行:
1、控制表达式求值
2、如果 case 标签后的常量表达式符合控制语句所求出的值,内含语句被执行。
3、如果没有常量表达式符合控制语句,在default 标签内的内含语句被执行。
4、如果没有一个符合case 标签,且没有default 标签,控制转向switch 语段的结束端。
在继续更详细地探讨switch语句之前,请看清单 6.2 ,它演示用 switch语句来显示一个月的天数(忽略跨年度)
清单 6.2 使用switch语句显示一个月的天数

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 语段包含于第13~21行。对于C程序员,这看起来非常相似,因为它不使用break语句。因此,存在着一个更具
生命力的重要差别。你必须加上一个break语句(或一个不同的跳转语句),因为编译器会提醒,不允许直达下一部分。
何谓直达?在C(和C++)中,忽略break并且按以下编写代码是完全合法的:
nVar = 1
switch (nVar)
{
case 1:
DoSomething();
case 2:
DoMore();
}

在这个例子中,在执行了第一个case语句的代码后,将直接执行到其它case标签的代码,直到一个break语句退出
switch语段为止。尽管有时这是一个强大的功能,但它更经常地产生难于发现的缺陷。
可如果你想执行其它case标签的代码,那怎么办? 有一种办法,它显示于清单6.3中。

清单 6.3 在swtich语句中使用 goto 标签 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: }

 在这个例子中,通过Random类产生用于控制表达式的值(第7~9行)。switch语段包含两个对switch语句有效的跳转
语句。
goto case  标签:跳转到所说明的标签
goto default: 跳转到 default 标签
有了这两个跳转语句,你可以创建同C一样的功能,但是,直达不再是自动的。你必须明确地请求它。
不再使用直达功能的更深的含义为:你可任意排列标签,如把default标签放在其它所有标签的前面。为了说明它,我
创建了一个例子,故意不结束循环:

switch (nSomething)
{
default:
case 5:
goto default;
}

我已经保留了其中一个swich 语句功能的讨论直至结束——事实上你可以使用字符串作为常量表达式。这对于VB程序
员,可能听起来不象是什么大的新闻,但来自C或C++的程序员将会喜欢这个新功能。
现在,一个 switch 语句可以如以下所示检查字符串常量了。

string strTest = "Chris";
switch (strTest)
{
case "Chris":
Console.WriteLine("Hello Chris!");
break;
}


6.2 循环语句
当你想重复执行某些语句或语段时,依据当前不同的任务,C#提供4个不同的循环语句选择给你使用:
。 for 语句
。foreach 语句
。 while 语句
。do 语句

6.2.1 for 语句
当你预先知道一个内含语句应要执行多少次时,for 语句特别有用。当条件为真时,常规语法允许重复地执行内含语
句(和循环表达式):
for (初始化;条件;循环) 内含语句
请注意,初始化、条件和循环都是可选的。如果忽略了条件,你就可以产生一个死循环,要用到跳转语句(break 或
goto)才能退出。

for (;;)
{
break; // 由于某些原因
}


另外一个重点是,你可以同时加入多条由逗号隔开的语句到for循环的所有三个参数。例如,你可以初始化两个变量、
拥有三个条件语句,并重复4个变量。
作为C或C++程序员,你必须了解仅有的一个变化:条件语句必须为布尔表达式,就象 if 语句一样。
清单6.4 包含使用 for 语句的一个例子。它显示了如何计算一个阶乘,比使用递归函数调用还要快。

清单 6.4 在for 循环里计算一个阶乘

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: }

尽管该例子过于拖沓,但它作为如何使用for 语句的一个开端。首先,我本应在初始化内部声明变量nCurDig:
for (long nCurDig=1;nCurDig <= nComputeTo; nCurDig++) nFactorial *= nCurDig;
另一种忽略初始化的选择如下行,因为第10行在for 语句的外部初始化了变量。(记住C#需要初始化变量):
for (;nCurDig <= nComputeTo; nCurDig++) nFactorial *= nCurDig;
另一种改变是把++操作符移到内含语句中:
for ( ;nCurDig <= nComputeTo; ) nFactorial *= nCurDig++;
如果我也想摆脱条件语句,全部要做的是增加一条if 语句,用break 语句中止循环:

for (;;)
{
if (nCurDig > nComputeTo) break;
nFactorial *= nCurDig++;
}


除了用于退出for语句的break语句外,你还可以用continue 跳过当前循环,并继续下一次循环。
for (;nCurDig <= nComputeTo;)
{
if (5 == nCurDig) continue; // 这行跳过了余下的代码
nFactorial *= nCurDig++;

}

6.2.2 foreach 语句
已经在Visual Basic 语言中存在了很久的一个功能是,通过使用For Each 语句收集枚举。C#通过foreach 语句,也
有一个用来收集枚举的命令:
foreach(表达式中的类型标识符) 内含语句
循环变量由类型和标识符声明,且表达式与收集相对应。循环变量代表循环正在为之运行的收集元素。

你应该知道不能赋一个新值给循环变量,也不能把它当作ref 或out 参数。这样引用在内含语句中被执行的代码。

你如何说出某些类支持foreach 语句? 简而言之,类必须支持具有 GetEnumerator()名字的方法,而且由其所返回的
结构、类或者接口必须具有public 方法MoveNext() 和public 属性Current。如果你想知道更多,请阅读语言参考手册,
它有很多关于这个话题的详细内容。

对于清单 6.5 中的例子,我恰好偶然选了一个类,实现了所有这些需要。我用它来列举被定义过的所有的环境变量。

清单 6.5 读所有的环境变量

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: }
对GetEnvironmentVariables的调用返回一个IDictionary类型接口,它是由.NET框架中的许多类实现了的字典接口。
通过 IDictionary 接口,可以访问两个收集:Keys 和 Values。在这个例子里,我在foreach语句中使用Keys,接着查
找基于当前key值的值(第12行)。
当使用foreach时,只要注意一个问题:当确定循环变量的类型时,应该格外小心。选择错误的类型并没有受到编译
器的检测,但它会在运行时受检测,且会引发一个异常。

6.2.3 while 语句
当你想执行一个内含语句0次或更多次时,while语句正是你所盼望的:

while (条件) 内含语句

条件语句——它也是一个布尔表达式 ——控制内含语句被执行的次数。你可以使用 break 和continue语句来控制
while语句中的执行语句,它的运行方式同在for语句中的完全相同。
为了举例while的用法,清单 6.6 说明如何使用一个 StreamReader类输出C#源文件到屏幕。

清单 6.6 显示一个文件的内容

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: }


代码打开文件 whilesample.cs, 接着当ReadLine 方法返回一个不等于null的值时,就在屏幕上显示所读取的值。注
意,我在while条件语句中用到一个赋值。如果有更多的用&&和¦¦连接起来的条件语句,我不能保证它们是
否会被执行,因为存在着“短路”的可能。

6.2.4 do 语句
C#最后可利用的循环语句是do语句。它与while语句十分相似,仅当经过最初的循环之后,条件才被验证。


do
{
内含语句
}
while (条件);

do语句保证内含语句至少被执行过一次,而且只要条件求值等于真,它们继续被执行。通过使用break语句,你可以迫
使运行退出 do 语块。如果你想跳过这一次循环,使用continue语句。
一个如何使用do语句的例子显示在清单 6.7中。它向用户请求一个或多个数字,并且当执行程序退出do循环后计算平
均值。

清单 6.7 在do 循环中计算平均值

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: }

在这个例子里,我在静态 Main函数中实例化 ComputeAverageApp类型的一个对象。它同样接着调用实例的Run方法,
该方法包含了计算平均值所有必要的功能。
do 循环跨越第19~31行。条件是这样设定的:分别回答各个问题 “y”,以决定是否要增加另一个值。输入任何其它
字符会引起程序退出 do语块,且平均值被计算。
正如你可以从提到的例子看出,do语句和while语句差别不太大——仅有的差别就是条件在什么时候被求值。

6.3 小结
这章解释了如何使用C#中用到的各种选择和循环语句。 if 语句在应用程序中可能是最为常用的语句。当在布尔表达
式中使用计算时,编译器会为你留意。但是,你一定要确保条件语句的短路不会阻止必要代码的运行。
switch 语句——尽管同样与C语言的相应部分相似——但也被改善了。直达不再被支持,而且你可以使用字符串标
签,对于C程序员,这是一种新的用法。
在这一章的最后部分,我说明如何使用for、foreach、while和do语句。语句完成各种需要,包括执行固定次数的循
环、列举收集元素和执行基于某些条件的任意次数的语句。