C# - 循环

C# - 循环

在编程中，我们经常需要多次重复执行某个操作。为了避免一遍又一遍地编写相同的代码，我们使用循环（loops）。循环是一种控制结构，它允许你只要满足特定条件就重复执行一段代码。

循环的基本思想可以可视化为一个周期：

    +-------------------------+
    | 条件为真吗？          |
    +-----------+-------------+
                | 是
      +---------v---------+
      | 执行循环体      |
      +---------+---------+
                |
      +---------v---------+
      |   更新状态      | (例如，递增计数器)
      +---------+---------+
                |
                +-----------+ (返回并再次检查条件)

    +-----------+-------------+
    | 否                      |
    +-----------v-------------+
    |    退出循环           |
    +-------------------------+

C# 循环的类型

C# 提供了几种类型的循环，每种都适用于不同的场景。

循环类型	最佳应用场景
for 循环	当你明确知道迭代次数时（例如，重复 10 次）。
foreach 循环	遍历集合（如列表或数组）中的所有元素时。
while 循环	当你希望在条件为真时持续循环，并且事先不知道迭代次数时。
do-while 循环	类似于 while 循环，但保证循环体至少执行一次。

1. for 循环

for 循环非常适合当你需要执行一段代码特定次数时使用。它由三个部分组成：初始化器、条件和迭代器。

using System;

// 打印 1 到 5 的数字
for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
    // i = 1: 初始化器（在开始时运行一次）
    // i <= 5: 条件（在每次迭代前检查）
    // i++: 迭代器（在每次迭代后运行）
    Console.WriteLine($"Current number: {i}");
}

输出：

Current number: 1
Current number: 2
Current number: 3
Current number: 4
Current number: 5

2. foreach 循环

foreach 循环提供了一种简单、清晰的方式来遍历集合中的元素，例如数组、列表或字典。对于此任务，它通常是最具可读性的选择。

using System;
using System.Collections.Generic;

var fruits = new List<string> { "Apple", "Banana", "Cherry" };

// 遍历 'fruits' 列表中的每个元素
foreach (var fruit in fruits)
{
    Console.WriteLine($"I like {fruit}s!");
}

输出：

I like Apples!
I like Bananas!
I like Cherrys!

3. while 循环

只要给定条件为 true，while 循环就会重复执行一段代码。条件在每次迭代之前检查。

using System;

int countdown = 3;

while (countdown > 0)
{
    Console.WriteLine($"{countdown}...");
    countdown--; // 改变变量以避免无限循环至关重要
}

Console.WriteLine("Lift off!");

输出：

3...
2...
1...
Lift off!

4. do-while 循环

do-while 循环类似于 while 循环，但条件在循环体执行之后检查。这保证了循环至少执行一次。

using System;

string? input;
do
{
    Console.WriteLine("Enter 'exit' to quit:");
    input = Console.ReadLine();
    // ... 处理输入 ...
} while (input != "exit");

Console.WriteLine("Program terminated.");

循环控制语句

你可以使用控制语句改变循环的正常执行流程。

• break：立即终止最内层的循环，并将控制权转移到循环之后的语句。
• continue：跳过当前迭代的其余部分，并继续进行循环的下一次迭代。

// `break` 和 `continue` 的示例
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
    if (i % 2 != 0)
    {
        continue; // 跳过奇数
    }

    if (i > 8)
    {
        break; // 如果数字大于 8，则退出循环
    }

    Console.WriteLine(i); // 此行仅对小于等于 8 的偶数运行
}

输出：

2
4
6
8

无限循环

当循环的条件永不为 false 时，就会发生无限循环。虽然有时对于持续运行的服务是故意的，但它们通常是一个错误。要创建故意的无限循环，while(true) 比 for(;;) 更具可读性。

在真实世界的应用程序（例如后台服务）中，无限循环应与优雅停机（graceful shutdown）机制（例如 CancellationToken）结合使用，以允许循环安全地停止。