>第六章 控制語句(rainbow 翻譯)(來自重粒子空間)

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上載者:User
控制|語句 <<展現C#>>第六章 控制語句(rainbow 翻譯)
  
出處:http://www.informit.com/matter/ser0000002

本文:

                                 第六章   控制語句

    有一種語句,你在每種程式設計語言控制流程程語句中都可以找到。在這一章中,我介紹了C#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++程式員,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執行。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運算式:
    if (布林運算式)   內含語句
    當然,也可以有else 分枝,當布林運算式的值為假時,該分枝就被執行:
    if (布林運算式)  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)
{
}

    這是一個布林運算式。(!=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代碼:
if (strTest.Length)
{
}

     這在C#中不再工作,因為 if  語句僅允許布爾( bool) 資料類型的結果,而字串的Length屬性對象返回一個整形(integer)。編譯器將出現以下錯誤資訊:
error CS0029: Cannot implicitly convert type 'int' to 'bool'   (不能隱式地轉換類型 '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) ...

正確的代碼應為

if (nMyValue == 5) ...

    因為相等比較由==實行,就象在C和C++中一樣。看以下有用的對比操作符(但並不是所有的資料類型都有效):
  ==  ——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。
    每個操作符是通過重載操作符被執行的,而且這種執行對資料類型有規定。如果你比較兩個不同的類型,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代碼。但是,你可以執行一個顯式的類型轉換。
     清單 6.1  中的代碼示範了 if  語句的一些不同的使用場合,同時也示範了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參數是否以大寫字母、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 語段檢測參數數組是否只有一個字串。如果不滿足條件,程式就在螢幕上顯示用法資訊,並終止運行。
    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行那樣利用字元索引,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 語句塊使用一個嵌套 的if 語句塊檢查大寫字母。用邏輯“與”操作符(&&)可以勝任小寫字母的檢測,而最後通過使用Char類的靜態函數IsDigit,就可以完成對數位檢測。
      除了“&&”操作符之外,還有另一個條件邏輯操作符,它就是代表“或”的“¦¦”。兩個邏輯操作符都 是“短路”式的。對於“&&”操作符,意味著如果條件“與”運算式的第一個結果返回一個假值,餘下的條件“與”運算式就不會再被求值了。相對應,“¦¦”操作符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”的運算式放在前面。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操作符的 if 語句中賦值。

6.1.2  switch 語句
    和 if  語句相比,switch語句有一個控製表達式,而且內含語句按它們所關聯的控製表達式的常量運行。

switch (控製表達式)
{
case  常量運算式:
  內含語句
default:
  內含語句
}

    控製表達式所允許的資料類型 為: sbyte, byte, short, ushort, uint, long, ulong, char, string, 或者枚舉類型。只要使其它不同資料類型能隱式轉換成上述的任何類型,用它作為控製表達式也很不錯。
    switch  語句接以下順序執行:
    1、控製表達式求值
    2、如果 case 標籤後的常量運算式符合控制語句所求出的值,內含語句被執行。
    3、如果沒有常量運算式符合控制語句,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 ,它示範用 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程式員,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(或一個不同的跳躍陳述式),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並且按以下編寫代碼是完全合法的:
nVar = 1
switch (nVar)
{
case 1:
  DoSomething();
case 2:
  DoMore();
}

    在這個例子中,在執行了第一個case語句的代碼後,將直接執行到其它case標籤的代碼,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標籤的代碼,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,通過Random類產生用於控製表達式的值(第7~9行)。switch語段包含兩個對switch語句有效跳躍陳述式。
  goto case  標籤:跳轉到所說明的標籤
  goto default: 跳轉到 default 標籤
  有了這兩個跳躍陳述式,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:你可任意排欄標籤,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運算式。這對於VB程式員,可能聽起來不象是什麼大的新聞,但來自C或C++的程式員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Crowdsourced Security Testing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,常規文法允許重複地執行內含語句(和迴圈運算式):
    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,要用到跳躍陳述式(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迴圈的所有三個參數。例如,你可以初始化兩個變數、擁有三個條件陳述式,並重複4個變數。
    作為C或C++程式員,你必須瞭解僅有的一個變化:條件陳述式必須為布林運算式,就象 if 語句一樣。
    清單6.4 包含使用 for 語句的一個例子。它顯示了如何計算一個階乘,比使用遞迴函式調用還要快。

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: }

         儘管該例子過於拖遝,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聲明變數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#需要初始設定變數):
for (;nCurDig <= nComputeTo; nCurDig++) nFactorial *= nCurDig;
    另一種改變是把++操作符移到內含語句中:
for ( ;nCurDig <= nComputeTo; ) nFactorial *= nCurDig++;
    如果我也想擺脫條件陳述式,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; // 這行跳過了餘下的代碼
nFactorial *= nCurDig++;

}

6.2.2 foreach 語句
    已經在Visual Basic 語言中存在了很久的一個功能是,通過使用For Each 語句收集枚舉。C#通過foreach 語句,也有一個用來收集枚舉的命令:
foreach(運算式中的類型標識符) 內含語句
    迴圈變數由類型和標識符聲明,且運算式與收集相對應。迴圈變數代表迴圈正在為之啟動並執行收集元素。

    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 參數。這樣引用在內含語句中被執行的代碼。

    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的調用返回一個IDictionary類型介面,它是由.NET架構中的許多類實現了的字典介面。通過 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,接著尋找基於當前key值的值(第12行)。
     當使用foreach時,只要注意一個問題:當確定迴圈變數的類型時,應該格外小心。選擇錯誤的類型並沒有受到編譯器的檢測,但它會在運行時受檢測,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

    條件陳述式——它也是一個布林運算式 ——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,它的運行方式同在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#源檔案到螢幕。

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: }


     代碼開啟檔案 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條件陳述式中用到一個賦值。如果有更多的用&&和¦¦串連起來的條件陳述式,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。通過使用break語句,你可以迫使運行退出 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。它向使用者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函數中執行個體化 ComputeAverageApp類型的一個對象。它同樣接著調用執行個體的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
    這章解釋了如何使用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。當在布林運算式中使用計算時,編譯器會為你留意。但是,你一定要確保條件陳述式的短路不會阻止必要代碼的運行。
    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程式員,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。陳述式完成各種需要,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。


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