迭代语句(C# 参考)

以下语句重复执行语句或语句块:

  • for 语句:在指定的布尔表达式的计算结果为 true 时会执行其主体。
  • foreach 语句:枚举集合元素并对集合中的每个元素执行其主体。
  • do 语句:有条件地执行其主体一次或多次。
  • while 语句:有条件地执行其主体零次或多次。

在迭代语句的主体中的任何点上,可以使用 break 语句中断循环,或者可以使用 continue 语句继续执行到循环中的下一次迭代。

for 语句

在指定的布尔表达式的计算结果为 true 时,for 语句会执行一条语句或一个语句块。 以下示例显示了 for 语句,该语句在整数计数器小于 3 时执行其主体:

for (int i = 0; i < 3; i++)
{
    Console.Write(i);
}
// Output:
// 012

上述示例展示了 for 语句的元素:

  • “初始化表达式”部分仅在进入循环前执行一次。 通常,在该部分中声明并初始化局部循环变量。 不能从 for 语句外部访问声明的变量。

    上例中的“初始化表达式”部分声明并初始化整数计数器变量:

    int i = 0
    
  • “条件”部分确定是否应执行循环中的下一个迭代。 如果计算结果为 true 或不存在,则执行下一个迭代;否则退出循环。 “条件”部分必须为布尔表达式。

    上例中的“条件”条件部分检查计数器值是否小于 3:

    i < 3
    
  • “迭代器”部分定义循环主体的每次执行后将执行的操作。

    上例中的“迭代器”部分增加计数器:

    i++
    
  • 循环体,必须是一个语句或一个语句块。

“迭代器”部分可包含用逗号分隔的零个或多个以下语句表达式:

  • increment 表达式添加前缀或后缀,如 ++ii++
  • decrement 表达式添加前缀或后缀,如 --ii--
  • assignment
  • 方法的调用
  • await 表达式
  • 通过使用 new 运算符来创建对象

如果未在“初始化表达式”部分中声明循环变量,则还可以在“初始化表达式”部分中使用上述列表中的零个或多个表达式。 下面的示例显示了几种不太常见的“初始化表达式”和“迭代器”部分的使用情况:为“初始化表达式”部分中的外部变量赋值、同时在“初始化表达式”部分和“迭代器”部分中调用一种方法,以及更改“迭代器”部分中的两个变量的值:

int i;
int j = 3;
for (i = 0, Console.WriteLine($"Start: i={i}, j={j}"); i < j; i++, j--, Console.WriteLine($"Step: i={i}, j={j}"))
{
    //...
}
// Output:
// Start: i=0, j=3
// Step: i=1, j=2
// Step: i=2, j=1

for 语句的所有部分都是可选的。 例如,以下代码定义无限 for 循环:

for ( ; ; )
{
    //...
}

foreach 语句

foreach 语句为类型实例中实现 System.Collections.IEnumerableSystem.Collections.Generic.IEnumerable<T> 接口的每个元素执行语句或语句块,如以下示例所示:

var fibNumbers = new List<int> { 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13 };
foreach (int element in fibNumbers)
{
    Console.Write($"{element} ");
}
// Output:
// 0 1 1 2 3 5 8 13

foreach 语句并不限于这些类型。 可以将其与满足以下条件的任何类型的实例一起使用:

  • 类型具有公共无参数 GetEnumerator 方法。 从 C# 9.0 开始,GetEnumerator 方法可以是类型的扩展方法
  • GetEnumerator 方法的返回类型具有公共 Current 属性和公共无参数 MoveNext 方法(其返回类型为 bool)。

下面的示例使用 foreach 语句,其中包含 System.Span<T> 类型的实例,该实例不实现任何接口:

Span<int> numbers = new int[] { 3, 14, 15, 92, 6 };
foreach (int number in numbers)
{
    Console.Write($"{number} ");
}
// Output:
// 3 14 15 92 6

从 C# 7.3 开始,如果枚举器的 Current 属性返回引用返回值ref T,其中 T 为集合元素类型),就可以使用 refref readonly 修饰符来声明迭代变量,如下面的示例所示:

Span<int> storage = stackalloc int[10];
int num = 0;
foreach (ref int item in storage)
{
    item = num++;
}
foreach (ref readonly var item in storage)
{
    Console.Write($"{item} ");
}
// Output:
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

如果 foreach 语句应用为 null,则会引发 NullReferenceException。 如果 foreach 语句的源集合为空,则 foreach 语句的正文不会被执行,而是被跳过。

await foreach

从 C# 8.0 开始,可以使用 await foreach 语句来使用异步数据流,即实现 IAsyncEnumerable<T> 接口的集合类型。 异步检索下一个元素时,可能会挂起循环的每次迭代。 下面的示例演示如何使用 await foreach 语句:

await foreach (var item in GenerateSequenceAsync())
{
    Console.WriteLine(item);
}

还可以将 await foreach 语句与满足以下条件的任何类型的实例一起使用:

  • 类型具有公共无参数 GetAsyncEnumerator 方法。 该方法可以是类型的扩展方法
  • GetAsyncEnumerator 方法的返回类型具有公共 Current 属性和公共无参数 MoveNextAsync 方法(其返回类型为 Task<bool>ValueTask<bool> 或任何其他可等待类型,其 awaiter 的 GetResult 方法返回 bool 值)。

默认情况下,在捕获的上下文中处理流元素。 如果要禁用上下文捕获,请使用 TaskAsyncEnumerableExtensions.ConfigureAwait 扩展方法。 有关同步上下文并捕获当前上下文的详细信息,请参阅使用基于任务的异步模式。 有关异步流的详细信息,请参阅 C# 8.0 新增功能一文中的异步流部分。

迭代变量的类型

可以使用 var 关键字让编译器推断 foreach 语句中迭代变量的类型,如以下代码所示:

foreach (var item in collection) { }

还可以显式指定迭代变量的类型,如以下代码所示:

IEnumerable<T> collection = new T[5];
foreach (V item in collection) { }

在上述窗体中,集合元素的类型 T 必须可隐式或显式地转换为迭代变量的类型 V。 如果从 TV 的显式转换在运行时失败,foreach 语句将引发 InvalidCastException。 例如,如果 T 是非密封类类型,则 V 可以是任何接口类型,甚至可以是 T 未实现的接口类型。 在运行时,集合元素的类型可以是从 T 派生并且实际实现 V 的类型。 如果不是这样,则会引发 InvalidCastException

do 语句

在指定的布尔表达式的计算结果为 true 时,do 语句会执行一条语句或一个语句块。 由于在每次执行循环之后都会计算此表达式,所以 do 循环会执行一次或多次。 这不同于 while 循环(该循环执行零次或多次)。

下面的示例演示 do 语句的用法:

int n = 0;
do
{
    Console.Write(n);
    n++;
} while (n < 5);
// Output:
// 01234

while 语句

在指定的布尔表达式的计算结果为 true 时,while 语句会执行一条语句或一个语句块。 由于在每次执行循环之前都会计算此表达式,所以 while 循环会执行零次或多次。 这不同于 do 循环,该循环执行一次或多次。

下面的示例演示 while 语句的用法:

int n = 0;
while (n < 5)
{
    Console.Write(n);
    n++;
}
// Output:
// 01234

C# 语言规范

有关更多信息,请参阅 C# 语言规范的以下部分:

有关 C# 8.0 及更高版本中添加的功能的详细信息,请参阅以下功能建议说明:

请参阅