《.net程式設計先鋒C＃》第六章 控制語句 (轉)

《.net程式設計先鋒C＃》第六章 控制語句 (轉)[@more@]第六章 控制語句
有一種語句，你在每種語言控制流程語句中都可以找到。在這一章中，我介紹了的控制語句，它們分為兩個主要部分：
。選擇語句
。迴圈語句
如果你是C或C++員，很多資訊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。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於布林：
if (布林表示式) 內含語句
當然，也可以有else 分枝，當布林表示式的值為假時，該分枝就被執行：
if (布林表示式) 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串的例子：

if (0 != strTest.Length)
{
}

這是一個布林表示式。（!=表示不等於。） 但是，如果你來自C或者C++，可能會習慣於編寫象這樣的程式碼：
if (strTest.Length)
{
}

這在C#中不再工作，因為 if 語句僅允許布林（ bool） 資料型別的結果，而字串的Length屬性返回一個整形（integer）。將出現以下錯誤資訊：
error CS0029: Cannot implicitly convert type 'int' to 'bool' （不能隱式地轉換型別 '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) ...

正確的程式碼應為

if (nMyValue == 5) ...

因為相等比較由==實行，就象在C和C++中一樣。看以下有用的對比運算子（但並不是所有的資料型別都有效）：
== ——如果兩個值相同，返回真。
!= ——如果兩個值不同，返回假。
, >= —— 如果滿足了關係（小於、小於或等於、大於、大於或等於），返回真。
每個運算子是透過過載運算子被執行的，而且這種執行對資料型別有規定。如果你比較兩個不同的型別，對於編譯器，必須存在著一個隱式的轉換，以便自動地建立必要的程式碼。但是，你可以執行一個顯式的型別轉換。
清單 6.1 中的程式碼演示了 if 語句的一些不同的使用場合，同時也演示瞭如何使用字串資料型別。這個程式的主要思想是，確定傳遞給應用程式的第一個引數是否以大寫字母、小寫字母或者數字開始。

清單 6.1 確定字元的形態

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: }

始於第7行的第一個 if 語段檢測引數陣列是否只有一個字串。如果不滿足條件，程式就在螢幕上顯示用法資訊，並終止執行。
可以採取多種方法從一個字串中提取出單個字元——既可象第13行那樣利用字元，也可以使用Char類的靜態 FromString 方法，它返回字串的第一個字元。
第16～20行的 if 語句塊使用一個巢狀 的if 語句塊檢查大寫字母。用邏輯“與”運算子（&&）可以勝任小寫字母的檢測，而最後透過使用Char類的靜態IsDigit，就可以完成對數字的檢測。
除了“&&”運算子之外，還有另一個條件邏輯運算子，它就是代表“或”的“¦¦”。兩個邏輯運算子都 是“短路”式的。對於“&&”運算子，意味著如果條件“與”表示式的第一個結果返回一個假值，餘下的條件“與”表示式就不會再被求值了。相對應，“¦¦”運算子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”的表示式放在前面。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，這是一個極其誇張的例子，但它說明了這樣的觀點：第一條語句求值為真，那麼第二條語句就不會被執行，它使變數strLength維持原值。給大家一個忠告：決不要在具有條件邏輯運算子的 if 語句中賦值。

6.1.2 switch 語句
和 if 語句相比，switch語句有一個控制表示式，而且內含語句按它們所關聯的控制表示式的常量執行。

switch (控制表示式)
{
case 常量表示式:
內含語句
default:
內含語句
}

控制表示式所允許的資料型別 為： sbyte, byte, short, ushort, uint, long, ulong, char, string, 或者列舉型別。只要使其它不同資料型別能隱式轉換成上述的任何型別，用它作為控制表示式也很不錯。
switch 語句接以下順序執行：
1、控制表示式求值
2、如果 case 標籤後的常量表示式符合控制語句所求出的值，內含語句被執行。
3、如果沒有常量表示式符合控制語句，在default 標籤內的內含語句被執行。
4、如果沒有一個符合case 標籤，且沒有default 標籤，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 語段包含於第13~21行。對於C程式設計師，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並且按以下編寫程式碼是完全合法的：
nVar = 1
switch (nVar)
{
case 1:
DoSomething();
case 2:
ore();
}

在這個例子中，在執行了第一個case語句的程式碼後，將直接執行到其它case標籤的程式碼，直到一個break語句退出switch語段為止。儘管有時這是一個強大的功能，但它更經常地產生難於發現的缺陷。
可如果你想執行其它case標籤的程式碼，那怎麼辦？ 有一種辦法，它顯示於清單6.3中。

清單 6.3　在swtich語句中使用 goto 標籤　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: //什麼也不做
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，透過Random類產生用於控制表示式的值（第７～９行）。switch語段包含兩個對switch語句有效的跳轉語句。
　　goto case 　標籤：跳轉到所說明的標籤
　　goto default: 跳轉到 default　標籤
　　有了這兩個跳轉語句，你可以建立同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：你可任意排列標籤，如把default標籤放在其它所有標籤的前面。為了說明它，我建立了一個例子，故意不結束迴圈：

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串作為常量表示式。這對於VB程式設計師，可能聽起來不象是什麼大的新聞，但來自Ｃ或Ｃ＋＋的程式設計師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串常量了。

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

6.2 迴圈語句
　　當你想重複執行某些語句或語段時，依據當前不同的任務，Ｃ＃提供４個不同的迴圈語句選擇給你使用：
。 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，常規語法允許重複地執行內含語句（和迴圈表示式）：
for (初始化;條件;迴圈) 內含語句
請注意，初始化、條件和迴圈都是可選的。如果忽略了條件，你就可以產生一個死迴圈，要用到跳轉語句（break 或goto）才能退出。

for (;;)
{
break; // 由於某些原因
}

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迴圈的所有三個引數。例如，你可以初始化兩個變數、擁有三個條件語句，並重復4個變數。
作為C或C++程式設計師，你必須瞭解僅有的一個變化：條件語句必須為布林表示式，就象 if 語句一樣。
清單6.4 包含使用 for 語句的一個例子。它顯示瞭如何計算一個階乘，比使用遞迴函式還要快。

清單 6.4 在for 迴圈裡計算一個階乘

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: }

儘管該例子過於拖沓，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宣告變數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數。（記住C#需要初始化變數）：
for (;nCurDig <= nComputeTo; nCurDig++) nFactorial *= nCurDig;
另一種改變是把++運算子移到內含語句中：
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 語句中止迴圈：

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

除了用於退出for語句的break語句外，你還可以用continue 跳過當前迴圈，並繼續下一次迴圈。
for (;nCurDig <= nComputeTo;)
{
if (5 == nCurDig) continue; // 這行跳過了餘下的程式碼
nFactorial *= nCurDig++;

}

6.2.2 foreach 語句
已經在 語言中存在了很久的一個功能是，透過使用For Each 語句收集列舉。C#透過foreach 語句，也有一個用來收集列舉的命令：
foreach(表示式中的型別識別符號） 內含語句
迴圈變數由型別和識別符號宣告，且表示式與收集相對應。迴圈變數代表迴圈正在為之執行的收集元素。

你應該知道不能賦一個新值給迴圈變數，也不能把它當作ref 或out 引數。這樣引用在內含語句中被執行的程式碼。

你如何說出某些類支援foreach 語句？ 簡而言之，類必須支援具有 GetEnumerator()名字的方法，而且由其所返回的結構、類或者介面必須具有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，它有很多關於這個話題的詳細內容。

對於清單 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數。

清單 6.5 讀所有的環境變數

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的呼叫返回一個IDictionary型別介面，它是由中的許多類實現了的字典介面。透過 IDictionary 介面，可以訪問兩個收集：Keys 和 Values。在這個例子裡，我在foreach語句中使用Keys，接著查詢基於當前key值的值（第12行）。
當使用foreach時，只要注意一個問題：當確定迴圈變數的型別時，應該格外小心。選擇錯誤的型別並沒有受到編譯器的檢測，但它會在執行時受檢測，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——它也是一個布林表示式 ——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，它的執行方式同在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#源到螢幕。

清單 6.6 顯示一個檔案的內容

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: }

程式碼開啟檔案 whilesample.cs, 接著當ReadLine 方法返回一個不等於null的值時，就在螢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¦¦連線起來的條件語句，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#最後可利用的迴圈語句是do語句。它與while語句十分相似，僅當經過最初的迴圈之後，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於真，它們繼續被執行。透過使用break語句，你可以迫使執行退出 do 語塊。如果你想跳過這一次迴圈，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。它向請求一個或多個數字，並且當執行程式退出do迴圈後計算平均值。

清單 6.7 在do 迴圈中計算平均值

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: }

在這個例子裡，我在靜態 Main函式中例項化 ComputeAverageApp型別的一個物件。它同樣接著呼叫例項的Run方法，該方法包含了計算平均值所有必要的功能。
do 迴圈跨越第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。輸入任何其它字元會引起程式退出 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麼時候被求值。

6.3 小結
這章解釋瞭如何使用C#中用到的各種選擇和迴圈語句。 if 語句在應用程式中可能是最為常用的語句。當在布林表示式中使用計算時，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程式碼的執行。
switch 語句——儘管同樣與C語言的相應部分相似——但也被改善了。直達不再被支援，而且你可以使用字串標籤，對於C程式設計師，這是一種新的用法。
在這一章的最後部分，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迴圈、列舉收集元素和執行基於某些條件的任意次數的語句。