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C# 控制流

本章将介绍 C# 中的条件语句和循环结构。

条件语句​

if-else 语句​

int score = 85;

// 基本 if 语句
if (score >= 60)
{
    Console.WriteLine("及格");
}

// if-else
if (score >= 60)
{
    Console.WriteLine("及格");
}
else
{
    Console.WriteLine("不及格");
}

// if-else if-else
if (score >= 90)
{
    Console.WriteLine("优秀");
}
else if (score >= 80)
{
    Console.WriteLine("良好");
}
else if (score >= 70)
{
    Console.WriteLine("中等");
}
else if (score >= 60)
{
    Console.WriteLine("及格");
}
else
{
    Console.WriteLine("不及格");
}

简化的条件表达式​

// 三元运算符
string result = score >= 60 ? "及格" : "不及格";

// 嵌套三元（不推荐）
string grade = score >= 90 ? "A" : (score >= 80 ? "B" : (score >= 70 ? "C" : "D"));

switch 语句​

int day = 3;
string dayName;

switch (day)
{
    case 1:
        dayName = "星期一";
        break;
    case 2:
        dayName = "星期二";
        break;
    case 3:
        dayName = "星期三";
        break;
    case 4:
        dayName = "星期四";
        break;
    case 5:
        dayName = "星期五";
        break;
    case 6:
        dayName = "星期六";
        break;
    case 7:
        dayName = "星期日";
        break;
    default:
        dayName = "无效";
        break;
}

Console.WriteLine(dayName);

switch 表达式（C# 8+）​

// 使用箭头语法
string dayName = day switch
{
    1 => "星期一",
    2 => "星期二",
    3 => "星期三",
    4 => "星期四",
    5 => "星期五",
    6 => "星期六",
    7 => "星期日",
    _ => "无效"
};

// 带条件的多值匹配
string category = score switch
{
    >= 90 => "A",
    >= 80 => "B",
    >= 70 => "C",
    >= 60 => "D",
    _ => "F"
};

// 使用元组匹配（C# 8+）
(string mode, int speed) = ("fast", 100);
string result = (mode, speed) switch
{
    ("slow", _) => "低速模式",
    ("fast", var s) when s > 80 => "高速模式",
    _ => "普通模式"
};

switch 模式匹配（C# 9+）​

object obj = "Hello";

// 类型模式匹配
switch (obj)
{
    case int i:
        Console.WriteLine($"整数: {i}");
        break;
    case string s:
        Console.WriteLine($"字符串: {s}");
        break;
    case null:
        Console.WriteLine("null");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("其他类型");
        break;
}

// 带条件的模式匹配
object shape = new Circle { Radius = 5 };
string description = shape switch
{
    Circle c when c.Radius > 10 => "大圆",
    Circle c => "圆",
    Rectangle r when r.Width == r.Height => "正方形",
    Rectangle => "矩形",
    _ => "未知形状"
};

循环语句​

for 循环​

// 基本 for 循环
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    Console.WriteLine(i);  // 输出 0, 1, 2, 3, 4
}

// 倒序循环
for (int i = 5; i > 0; i--)
{
    Console.WriteLine(i);  // 输出 5, 4, 3, 2, 1
}

// 步长为2的循环
for (int i = 0; i < 10; i += 2)
{
    Console.WriteLine(i);  // 输出 0, 2, 4, 6, 8
}

foreach 循环​

// 遍历数组
int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
foreach (int num in numbers)
{
    Console.WriteLine(num);
}

// 遍历字符串（逐字符）
string text = "Hello";
foreach (char c in text)
{
    Console.WriteLine(c);
}

// 遍历集合
var list = new List<string> { "a", "b", "c" };
foreach (var item in list)
{
    Console.WriteLine(item);
}

while 循环​

// while：先判断后执行
int i = 0;
while (i < 5)
{
    Console.WriteLine(i);
    i++;
}

// do-while：先执行后判断
int j = 0;
do
{
    Console.WriteLine(j);
    j++;
} while (j < 5);

无限循环​

// while 无限循环
while (true)
{
    // 业务逻辑
    if (condition)
        break;  // 退出循环
}

// for 无限循环
for (; ; )
{
    if (condition)
        break;
}

跳转语句​

break 语句​

// 跳出当前循环
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    if (i == 5)
        break;  // i 为 5 时退出循环
    Console.WriteLine(i);
}

continue 语句​

// 跳过本次循环，继续下一次
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    if (i == 2)
        continue;  // 跳过 i=2 的这次循环
    Console.WriteLine(i);  // 输出 0, 1, 3, 4
}

return 语句​

// 在方法中退出
int FindIndex(int[] arr, int target)
{
    for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
    {
        if (arr[i] == target)
            return i;  // 找到就返回
    }
    return -1;  // 未找到
}

goto 语句（不推荐使用）​

// 跳转到标签（尽量避免使用）
int choice = 2;
switch (choice)
{
    case 1:
        goto case 2;  // 跳到 case 2
    case 2:
        Console.WriteLine("执行 case 2");
        break;
    default:
        goto label;

}
label:
Console.WriteLine("默认处理");

循环中的异常处理​

// 使用 break 退出多重循环
bool found = false;
for (int i = 0; i < 10 && !found; i++)
{
    for (int j = 0; j < 10; j++)
    {
        if (i * j == 42)
        {
            Console.WriteLine($"找到: i={i}, j={j}");
            found = true;
            break;  // 跳出内层循环
        }
    }
}

// 或者使用 goto
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    for (int j = 0; j < 10; j++)
    {
        if (i * j == 42)
        {
            goto Found;
        }
    }
}
Found:
Console.WriteLine("找到");

实用示例​

计算阶乘​

// 使用 for 循环
int Factorial(int n)
{
    int result = 1;
    for (int i = 2; i <= n; i++)
    {
        result *= i;
    }
    return result;
}

Console.WriteLine(Factorial(5));  // 120

遍历二维数组​

int[,] matrix = {
    { 1, 2, 3 },
    { 4, 5, 6 },
    { 7, 8, 9 }
};

foreach (int value in matrix)
{
    Console.Write(value + " ");
}
// 输出: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

// 使用嵌套 for 循环（带索引）
for (int i = 0; i < matrix.GetLength(0); i++)
{
    for (int j = 0; j < matrix.GetLength(1); j++)
    {
        Console.WriteLine($"[{i},{j}] = {matrix[i, j]}");
    }
}

猜数字游戏​

Random random = new Random();
int target = random.Next(1, 101);
int guess;
int attempts = 0;

Console.WriteLine("猜数字游戏（1-100）");

do
{
    Console.Write("请输入猜测: ");
    guess = int.Parse(Console.ReadLine());
    attempts++;

    if (guess > target)
        Console.WriteLine("太大了！");
    else if (guess < target)
        Console.WriteLine("太小了！");
    else
        Console.WriteLine($"恭喜！猜对了！你用了 {attempts} 次。");

} while (guess != target);

小结​

  1. 条件语句：if-else、switch-case、switch 表达式
  2. 循环语句：for、foreach、while、do-while
  3. 跳转语句：break、continue、return、goto
  4. 模式匹配：C# 9+ 的类型模式和关系模式

练习​

  1. 编写一个程序，判断输入的年份是否为闰年
  2. 使用 for 循环打印九九乘法表
  3. 编写一个程序，计算 Fibonacci 数列前 N 项
  4. 实现一个简单的猜数字游戏（带次数限制）