《.net编程先锋C＃》第六章控制语句

2020-02-03 15:31:01

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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。

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