【C#基础知识 11】4. 控制结构 -- 4.2 循环

C#基础知识 4：控制结构

4.2 循环

循环 用于重复执行一段代码，直到满足特定条件为止。C# 提供了多种循环结构，包括 for 循环、while 循环、do-while 循环和 foreach 循环。以下是循环的详细讲解，包括其优点、缺点以及代码示例。

4.2.1 for 循环

for 循环 用于在已知迭代次数的情况下重复执行代码块。

语法：

csharp

for (initialization; condition; increment/decrement)
{
    // 循环体
}

示例：

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            Console.WriteLine($"Iteration: {i}");
        }
    }
}

4.2.2 while 循环

while 循环 用于在条件为真时重复执行代码块。

语法：

csharp

while (condition)
{
    // 循环体
}

示例：

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int i = 0;
        while (i < 5)
        {
            Console.WriteLine($"Iteration: {i}");
            i++;
        }
    }
}

4.2.3 do-while 循环

do-while 循环 用于至少执行一次代码块，然后在条件为真时继续执行。

语法：

csharp

do
{
    // 循环体
} while (condition);

示例：

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int i = 0;
        do
        {
            Console.WriteLine($"Iteration: {i}");
            i++;
        } while (i < 5);
    }
}

4.2.4 foreach 循环

foreach 循环 用于遍历集合（如数组、列表）中的每个元素。

语法：

csharp

foreach (type variable in collection)
{
    // 循环体
}

示例：

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };

        foreach (int number in numbers)
        {
            Console.WriteLine($"Number: {number}");
        }
    }
}

4.2.5 循环的优点

1. 代码重用：

   • 循环可以重复执行相同的代码块，减少重复代码。
   • 提高代码的可重用性和可维护性。

2. 灵活性：

   • 循环可以根据不同的条件和数据结构进行灵活的控制。
   • 适合处理动态数据和复杂的迭代逻辑。

3. 性能：

   • 循环在编译时优化，执行效率较高。
   • 特别是 for 循环在已知迭代次数时性能更好。

4. 简化代码：

   • 循环可以简化复杂的迭代逻辑，使代码更简洁和易读。
   • 特别是 foreach 循环在遍历集合时更简洁。

5. 自动化：

   • 循环可以自动化重复任务，提高开发效率。
   • 适合处理大量数据和批量操作。

4.2.6 循环的缺点

1. 复杂性增加：

   • 对于复杂的循环逻辑，代码可能会变得复杂和难以维护。
   • 需要仔细设计和管理循环结构。

2. 性能开销：

   • 复杂的循环逻辑可能会增加性能开销。
   • 特别是嵌套循环可能导致性能下降。

3. 学习曲线：

   • 对于初学者，理解复杂的循环逻辑可能需要一些时间。
   • 需要熟悉不同的循环结构及其语法。

4. 无限循环：

   • 如果条件设置不当，可能会导致无限循环。
   • 需要仔细检查循环条件和终止条件。

5. 可读性下降：

   • 过多的循环嵌套可能导致代码难以阅读和理解。
   • 需要良好的代码组织和注释。

4.2.7 循环的代码示例

以下是一些详细的代码示例，展示了如何使用不同类型的循环。

示例1：for 循环

文件1：Program.cs

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            Console.WriteLine($"Iteration: {i}");
        }
    }
}

示例2：嵌套 for 循环

文件1：Program.cs

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            for (int j = 0; j < 3; j++)
            {
                Console.WriteLine($"i: {i}, j: {j}");
            }
        }
    }
}

示例3：while 循环

文件1：Program.cs

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int i = 0;
        while (i < 5)
        {
            Console.WriteLine($"Iteration: {i}");
            i++;
        }
    }
}

示例4：do-while 循环

文件1：Program.cs

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int i = 0;
        do
        {
            Console.WriteLine($"Iteration: {i}");
            i++;
        } while (i < 5);
    }
}

示例5：foreach 循环

文件1：Program.cs

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };

        foreach (int number in numbers)
        {
            Console.WriteLine($"Number: {number}");
        }
    }
}

示例6：foreach 循环遍历列表

文件1：Program.cs

csharp

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        List<string> names = new List<string> { "Alice", "Bob", "Charlie" };

        foreach (string name in names)
        {
            Console.WriteLine($"Name: {name}");
        }
    }
}

示例7：for 循环中的 break 和 continue

文件1：Program.cs

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            if (i == 5)
            {
                break; // 当 i 等于 5 时退出循环
            }
            if (i % 2 == 0)
            {
                continue; // 跳过偶数
            }
            Console.WriteLine($"Iteration: {i}");
        }
    }
}

通过以上详细讲解和代码示例，您可以更好地理解和使用C#中的循环结构。循环是控制程序流程的重要工具，提供了强大的迭代能力，有助于处理重复任务和动态数据。