C#中的条件语句与循环结构
C# 中的条件语句
在 C# 编程中，条件语句允许程序根据特定条件执行不同的代码块。这为程序赋予了灵活性和决策能力，使其能够根据不同的输入或运行时状态采取不同的行动。C# 主要提供了三种类型的条件语句：if - else 语句、switch - case 语句和条件运算符（? :）。
if - else 语句
if - else 语句是最基本的条件语句，它根据一个布尔表达式的值来决定执行哪一段代码。语法如下：
if (布尔表达式)
{
// 如果布尔表达式为 true，执行这里的代码
}
else
{
// 如果布尔表达式为 false，执行这里的代码
}
例如，我们要编写一个程序来判断一个数是否为正数：
int number = 10;
if (number > 0)
{
Console.WriteLine("这个数是正数");
}
else
{
Console.WriteLine("这个数不是正数");
}
在上述代码中，if 关键字后面的括号内是一个布尔表达式 number > 0。如果这个表达式的值为 true，即 number 大于 0，那么就会执行 if 块中的代码，输出“这个数是正数”；否则，执行 else 块中的代码，输出“这个数不是正数”。
if - else 语句还可以进行嵌套，以处理更复杂的条件判断。例如：
int score = 75;
if (score >= 60)
{
if (score >= 80)
{
Console.WriteLine("成绩良好");
}
else
{
Console.WriteLine("成绩及格");
}
}
else
{
Console.WriteLine("成绩不及格");
}
在这段代码中，首先判断 score 是否大于等于 60。如果是，再进一步判断 score 是否大于等于 80，根据不同的结果输出不同的信息。如果 score 小于 60，则直接输出“成绩不及格”。
switch - case 语句
switch - case 语句用于根据一个表达式的值来选择执行多个分支中的一个。它通常比嵌套的 if - else 语句更简洁，特别是在处理多个离散值的情况时。语法如下：
switch (表达式)
{
case 值1:
// 当表达式的值等于值1时执行这里的代码
break;
case 值2:
// 当表达式的值等于值2时执行这里的代码
break;
default:
// 当表达式的值与所有 case 的值都不匹配时执行这里的代码
break;
}
例如，我们根据一个代表星期几的数字输出对应的星期名称：
int dayOfWeek = 3;
switch (dayOfWeek)
{
case 1:
Console.WriteLine("星期一");
break;
case 2:
Console.WriteLine("星期二");
break;
case 3:
Console.WriteLine("星期三");
break;
case 4:
Console.WriteLine("星期四");
break;
case 5:
Console.WriteLine("星期五");
break;
case 6:
Console.WriteLine("星期六");
break;
case 7:
Console.WriteLine("星期日");
break;
default:
Console.WriteLine("无效的输入");
break;
}
在 switch 语句中，表达式 的值会依次与各个 case 后面的 值 进行比较。当找到匹配的值时，就会执行对应的 case 块中的代码，直到遇到 break 语句为止。break 语句用于跳出 switch 块，防止继续执行下一个 case 块的代码。如果 表达式 的值与所有 case 的值都不匹配，就会执行 default 块中的代码。
需要注意的是，switch 表达式只能是整数类型（包括 byte、sbyte、short、ushort、int、uint、long、ulong）、字符类型（char）、字符串类型（string）或枚举类型。
条件运算符（? :）
条件运算符（? :）也称为三元运算符，它是一种简洁的条件判断方式，可以在一行代码中实现简单的 if - else 逻辑。语法如下：
布尔表达式? 表达式1 : 表达式2;
如果 布尔表达式 的值为 true，则返回 表达式1 的值；否则，返回 表达式2 的值。例如：
int a = 10;
int b = 20;
int max = a > b? a : b;
Console.WriteLine("较大的数是: " + max);
在上述代码中，a > b 是布尔表达式。如果 a 大于 b，则 max 被赋值为 a；否则，max 被赋值为 b。这种方式在需要快速根据条件返回不同值的情况下非常方便，代码更加简洁。
C# 中的循环结构
循环结构允许程序重复执行一段代码，直到满足特定条件为止。这在处理需要多次执行相同操作的场景中非常有用，例如遍历数组、计算数列等。C# 提供了几种不同类型的循环结构，包括 for 循环、while 循环、do - while 循环和 foreach 循环。
for 循环
for 循环用于在已知循环次数的情况下执行循环。它的语法结构如下：
for (初始化表达式; 条件表达式; 迭代表达式)
{
// 循环体代码
}
- 初始化表达式：在循环开始前执行一次，通常用于初始化循环变量。
- 条件表达式：在每次循环迭代前检查，如果为
true，则执行循环体；如果为false，则终止循环。 - 迭代表达式：在每次循环体执行完毕后执行，通常用于更新循环变量。
例如，我们要计算 1 到 10 的整数之和：
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
sum += i;
}
Console.WriteLine("1 到 10 的整数之和为: " + sum);
在这个例子中，int i = 1 是初始化表达式，将循环变量 i 初始化为 1；i <= 10 是条件表达式，只要 i 小于等于 10，循环就会继续；i++ 是迭代表达式，每次循环结束后 i 自增 1。循环体 sum += i 将 i 的值累加到 sum 中。
for 循环还可以嵌套使用，以处理多维数据结构等复杂情况。例如，我们要打印一个九九乘法表：
for (int i = 1; i <= 9; i++)
{
for (int j = 1; j <= i; j++)
{
Console.Write(j + " * " + i + " = " + i * j + "\t");
}
Console.WriteLine();
}
外层 for 循环控制行数，内层 for 循环控制每行的乘法运算数量。内层循环的条件 j <= i 确保了乘法表的上三角部分被正确打印。
while 循环
while 循环用于在条件满足的情况下重复执行一段代码。语法如下：
while (条件表达式)
{
// 循环体代码
}
只要 条件表达式 的值为 true，就会不断执行循环体中的代码。例如，我们要实现一个简单的倒计时程序：
int count = 10;
while (count > 0)
{
Console.WriteLine(count);
count--;
}
Console.WriteLine("倒计时结束！");
在这个例子中，count > 0 是条件表达式。只要 count 大于 0，就会执行循环体，打印 count 的值并将其减 1。当 count 等于 0 时，条件表达式为 false，循环终止。
使用 while 循环时需要注意确保条件表达式最终会变为 false，否则会导致无限循环。例如：
// 下面的代码会导致无限循环
while (true)
{
Console.WriteLine("这是一个无限循环");
}
do - while 循环
do - while 循环与 while 循环类似，但它会先执行一次循环体，然后再检查条件表达式。语法如下：
do
{
// 循环体代码
} while (条件表达式);
例如，我们要实现一个简单的登录验证程序，用户必须输入正确的密码才能退出循环：
string password;
do
{
Console.Write("请输入密码: ");
password = Console.ReadLine();
if (password != "123456")
{
Console.WriteLine("密码错误，请重新输入！");
}
} while (password != "123456");
Console.WriteLine("登录成功！");
在这个例子中，无论用户第一次输入的密码是否正确，都会先执行一次循环体，提示用户输入密码。然后检查密码是否正确，如果不正确，提示错误并继续循环；如果正确，则终止循环并输出“登录成功！”。
foreach 循环
foreach 循环用于遍历数组、集合等可枚举类型的元素。语法如下：
foreach (类型 变量 in 可枚举对象)
{
// 循环体代码，变量会依次获取可枚举对象中的每个元素
}
例如，我们有一个整数数组，要打印数组中的每个元素：
int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
foreach (int number in numbers)
{
Console.WriteLine(number);
}
在这个例子中，int number 声明了一个变量 number，它的类型与数组元素的类型相同。in numbers 表示 foreach 循环将遍历 numbers 数组。在每次循环中，number 会依次获取数组中的每个元素，并执行循环体，打印出该元素的值。
foreach 循环在遍历集合时非常方便，因为它不需要手动管理索引，并且代码更加简洁。对于自定义的集合类型，如果要使用 foreach 循环，需要实现 IEnumerable 或 IEnumerable<T> 接口。例如：
using System;
using System.Collections;
class MyCollection : IEnumerable
{
private int[] data = { 10, 20, 30, 40, 50 };
public IEnumerator GetEnumerator()
{
for (int i = 0; i < data.Length; i++)
{
yield return data[i];
}
}
}
class Program
{
static void Main()
{
MyCollection myCol = new MyCollection();
foreach (int num in myCol)
{
Console.WriteLine(num);
}
}
}
在上述代码中，MyCollection 类实现了 IEnumerable 接口，并提供了 GetEnumerator 方法。GetEnumerator 方法使用 yield return 语句逐个返回集合中的元素，从而使 MyCollection 类型的对象可以在 foreach 循环中被遍历。
循环控制语句
在循环执行过程中，有时需要提前终止循环或者跳过某次循环迭代，C# 提供了 break、continue 和 goto 语句来实现这些功能。
break 语句
break 语句用于立即终止当前循环，跳出循环体。它通常与条件语句一起使用，当满足某个条件时提前结束循环。例如，我们在一个循环中查找特定的数字：
int[] numbers = { 10, 20, 30, 40, 50 };
int target = 30;
for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
{
if (numbers[i] == target)
{
Console.WriteLine("找到了目标数字: " + target);
break;
}
}
在这个例子中，当 numbers[i] 等于 target 时，执行 break 语句，立即跳出 for 循环，不再继续执行后续的循环迭代。
break 语句也可以用于 switch - case 语句中，用于跳出 switch 块。
continue 语句
continue 语句用于跳过当前循环迭代中剩余的代码，直接进入下一次迭代。例如，我们要打印 1 到 10 中的奇数：
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
if (i % 2 == 0)
{
continue;
}
Console.WriteLine(i);
}
在这个例子中，当 i 是偶数时（i % 2 == 0），执行 continue 语句，跳过本次循环中 Console.WriteLine(i) 这一行代码，直接进入下一次循环，从而只打印出奇数。
goto 语句
goto 语句用于无条件地跳转到指定的标签处。虽然 goto 语句在某些情况下可以提供快速的流程控制，但过度使用会使代码的逻辑变得混乱，可读性降低，因此一般不建议使用。语法如下：
goto 标签名;
// 其他代码
标签名:
// 跳转到这里执行的代码
例如：
int num = 5;
if (num > 0)
{
goto PositiveNumber;
}
else
{
goto NegativeNumber;
}
PositiveNumber:
Console.WriteLine("数字是正数");
return;
NegativeNumber:
Console.WriteLine("数字是负数");
在上述代码中，根据 num 的值，使用 goto 语句跳转到不同的标签处执行相应的代码。然而，这种方式使得代码的执行流程不直观，难以维护，在实际编程中应尽量避免使用 goto 语句，而使用条件语句和循环结构来实现更清晰的逻辑。
通过合理运用条件语句和循环结构，C# 程序员可以编写出功能强大、灵活且高效的程序，以满足各种不同的编程需求。无论是开发小型的控制台应用程序，还是大型的企业级软件，这些基本的控制结构都是构建复杂逻辑的基石。