2. Оператор switch

Вторым оператором выбора в С# является оператор switch, который обеспечивает многонаправленное ветвление программы. Следовательно, этот оператор позволяет сделать выбор среди нескольких альтернативных вариантов дальнейшего выполнения программы. Несмотря на то, что многонаправленная проверка может быть организована с помощью последовательного ряда вложенных операторов if, во многих случаях более эффективным оказывается применение оператора switch. Этот оператор действует следующим образом. Значение выражения последовательно сравнивается с константами выбора из заданного списка. Как только будет обнаружено совпадение с одним из условий выбора, выполняется последовательность операторов, связанных с этим условием. Ниже приведена общая форма оператора switch.

switch{выражение) {

case константа1:

последовательность операторов

break;

case константа2:

последовательность операторов

break;

case константаЗ:

последовательность операторов

break;

default:

последовательность операторов

break;

}

Заданное выражение в операторе switch должно быть целочисленного типа (char, byte, short или int), перечислимого или же строкового. А выражения других типов, например с плавающей точкой, в операторе switch не допускаются. Зачастую выражение, управляющее оператором switch, просто сводится к одной переменной. Кроме того, константы выбора должны иметь тип, совместимый с типом выражения. В одном операторе switch не допускается наличие двух одинаковых по значению констант выбора.

Последовательность операторов из ветви default выполняется в том случае, если ни одна из констант выбора не совпадает с заданным выражением. Ветвь default не является обязательной. Если же она отсутствует и выражение не совпадает ни с одним из условий выбора, то никаких действий вообще не выполняется. Если же происходит совпадение с одним из условий выбора, то выполняются операторы, связанные с этим условием, вплоть до оператора break.

б) Итерационные операторы:

1. Оператор for

Общая форма оператора for для повторного выполнения единственного оператора:

for (инициализация; условие; итерация) оператор;

А вот как выглядит его форма для повторного выполнения кодового блока:

for(инициализация; условие; итерация)

{

последовательность операторов;

}

где инициализация, как правило, представлена оператором присваивания, задающим первоначальное значение переменной, которая выполняет роль счетчика и управляет циклом; условие — это логическое выражение, определяющее необходимость повторения цикла; а итерация — выражение, определяющее величину, на которую должно изменяться значение переменной, управляющей циклом, при каждом повторе цикла. В С# допускается оставлять пустыми любые или же все части инициализации, условия и итерации в операторе цикла for.

Три основные части оператора цикла for должны быть разделены точкой с запятой. Выполнение цикла for будет продолжаться до тех пор, пока проверка условия дает истинный результат. Как только эта проверка даст ложный результат, цикл завершится, а выполнение программы будет продолжено с оператора, следующего после цикла for. Цикл for может продолжаться как в положительном, так и в отрицательном направлении, изменяя значение переменной управления циклом на любую величину.

В отношении циклов for следует особо подчеркнуть, что условное выражение всегда проверяется в самом начале цикла. Это означает, что код в цикле может вообще не выполняться, если проверяемое условие с самого начала оказывается ложным.

Рассмотрим следующий пример.

for(count=10; count < 5; count++)

x += count; // этот оператор не будет выполняться

Данный цикл вообще не будет выполняться, поскольку первоначальное значение переменной count, которая им управляет, сразу же оказывается больше 5. Это означает, что условное выражение count < 5 оказывается ложным с самого начала, т.е. еще до выполнения первого шага цикла.

В операторе цикла for разрешается использовать две или более переменных для управления циклом. В этом случае операторы инициализации и инкремента каждой переменной разделяются запятой.

Если оставить пустым выражение условия в операторе цикла for, то получится бесконечный цикл, т.е. такой цикл, который никогда не заканчивается. В качестве примера в следующем фрагменте кода показано, каким образом в С# обычно создается бесконечный цикл.

for(;;) // цикл, намеренно сделанный бесконечным

{

//...

}

2. Оператор цикла while

Еще одним оператором цикла в С# является оператор while. Ниже приведена общая форма этого оператора:

while (условие) оператор;

где оператор — это единственный оператор или же блок операторов, а условие означает конкретное условие управления циклом и может быть любым логическим выражением. В этом цикле оператор выполняется до тех пор, пока условие истинно. Как только условие становится ложным, управление программой передается строке кода, следующей непосредственно после цикла.

Как и в цикле for, в цикле while проверяется условное выражение, указываемое в самом начале цикла. Это означает, что код в теле цикла может вообще не выполняться, а также избавляет от необходимости выполнять отдельную проверку перед самим циклом.

3. Оператор цикла do-while

Третьим оператором цикла в С# является оператор do-while. В отличие от операторов цикла for и while, в которых условие проверялось в самом начале цикла, в операторе do-while условие выполнения цикла проверяется в самом его конце. Это означает, что цикл do-while всегда выполняется хотя бы один раз. Ниже приведена общая форма оператора цикла do-while.

do {

операторы;

} while (условие);

При наличии лишь одного оператора фигурные скобки в данной форме записи необязательны. Тем не менее они зачастую используются для того, чтобы сделать конструкцию do-while более удобочитаемой и не путать ее с конструкцией цикла while. Цикл do-while выполняется до тех пор, пока условное выражение истинно.

4. Оператор цикла foreach

Ключевое слово foreach в С# позволяет проходить в цикле по всем элементам массива (или коллекции) без проверки его верхнего предела.

foreach (тип объект in множество)

{

//использование объекта

}

Ниже приведено два примера использования цикла foreach, в одном из которых производится проход по массиву строк, а в другом — проход по массиву целых чисел.

// Проход по элементам массива с помощью foreach.

static void ForAndForEachLoop ()

{

string[] carTypes = {"Ford", "BMW", "Yugo", "Honda" };

foreach (string с in carTypes)

Console.WriteLine(c);

int[] mylnts = { 10, 20, 30, 40 };

foreach (int m in myInts)

Console.WriteLine(m);

}

Помимо прохода по простым массивам, foreach также позволяет осуществлять итерации по системным и определяемым пользователем коллекциям.

в) Операторы перехода:

1. Оператор break

С помощью оператора break можно специально организовать немедленный выход из цикла в обход любого кода, оставшегося в теле цикла, а также минуя проверку условия цикла. Когда в теле цикла встречается оператор break, цикл завершается, а выполнение программы возобновляется с оператора, следующего после этого цикла. Оператор break можно применять в любом цикле, предусмотренном в С#.

В отношении оператора break необходимо иметь в виду следующее. Во-первых, в теле цикле может присутствовать несколько операторов break, но применять их следует очень аккуратно, поскольку чрезмерное количество операторов break обычно приводит к нарушению нормальной структуры кода. И во-вторых, оператор break, выполняющий выход из оператора switch, оказывает воздействие только на этот оператор, но не на объемлющие его циклы.

2. Оператор continue

С помощью оператора continue можно организовать преждевременное завершение шага итерации цикла в обход обычной структуры управления циклом. Оператор continue осуществляет принудительный переход к следующему шагу цикла, пропуская любой код, оставшийся невыполненным. Таким образом, оператор continue служит своего рода дополнением оператора break.

В циклах while и do-while оператор continue вызывает передачу управления непосредственно условному выражению, после чего продолжается процесс выполнения цикла. А в цикле for сначала вычисляется итерационное выражение, затем условное выражение, после чего цикл продолжается.

3. Оператор return

Оператор return организует возврат из метода. Его можно также использовать для возврата значения.

4. Оператор goto

Имеющийся в С# оператор goto представляет собой оператор безусловного перехода. Когда в программе встречается оператор goto, ее выполнение переходит непосредственно к тому месту, на которое указывает этот оператор. Следует подчеркнуть, что этому оператору трудно найти полезное применение, и поэтому он не особенно нужен для полноты языка программирования. Хотя в некоторых случаях он оказывается удобным и дает определенные преимущества, если используется благоразумно. Главный недостаток оператора goto с точки зрения программирования заключается в том, что он вносит в программу беспорядок и делает ее практически неудобочитаемой. Но иногда применение оператора goto может, скорее, прояснить, чем запутать ход выполнения программы.

9.1.2. Многомерные массивы

Многомерным называется такой массив, который отличается двумя или более измерениями, причем доступ к каждому элементу такого массива осуществляется с помощью определенной комбинации двух или более индексов.

а) двумерный массив

Простейшей формой многомерного массива является двумерный массив. Местоположение любого элемента в двумерном массиве обозначается двумя индексами. Такой массив можно представить в виде таблицы, на строки которой указывает один индекс, а на столбцы — другой.

В следующей строке кода объявляется двумерный массив integer размерами 10x20:

int[ , ] table = new int[10, 20];

Обратите особое внимание на объявление этого массива. Как видите, оба его размера разделяются запятой. В первой части этого объявления синтаксическое обозначение [ , ] означает, что создается переменная ссылки на двумерный массив. Если же память распределяется для массива с помощью оператора new, то используется следующее синтаксическое обозначение:

int[10, 20]

В данном объявлении создается массив размерами 10x20, но и в этом случае его размеры разделяются запятой.

Для доступа к элементу двумерного массива следует указать оба индекса, разделив их запятой. Например, в следующей строке кода элементу массива table с координатами местоположения (3,5) присваивается значение 10:

table[3, 5] = 10;

б) массивы трёх и более измерений

В С# допускаются массивы трех и более измерений. Ниже приведена общая форма объявления многомерного массива.

тип[ , … , ] имя_массива = new тип[размер1, размер2, … размерN];

Например, в приведенном ниже объявлении создается трехмерный целочисленный массив размерами 4х10х3.

int[,,] multidim = new int[4, 10, 3];

А в следующем операторе элементу массива multidim с координатами местоположения (2,4,1) присваивается значение 100.

multidim[2, 4, 1] = 100;

Для инициализации многомерного массива достаточно заключить в фигурные скобки список инициализаторов каждого его размера. Ниже в качестве примера приведена общая форма инициализации двумерного массива:

тип[,] имя_массива = {

{val, val, val, ..., val),

{val, val, val, ..., val),

…

{val, val, val, ..., val}

};

где val обозначает инициализирующее значение, а каждый внутренний блок — отдельный ряд. Первое значение в каждом ряду сохраняется на первой позиции в массиве, второе значение — на второй позиции и т.д. Обратите внимание на то, что блоки инициализаторов разделяются запятыми, а после завершающей эти блоки закрывающей фигурной скобки ставится точка с запятой.

9.1.3. Ступенчатые массивы

В С# можно также создавать специальный тип двумерного массива, называемый ступенчатым массивом. Ступенчатый массив представляет собой массив массивов, в котором длина каждого массива может быть разной. Следовательно, ступенчатый массив может быть использован для составления таблицы из строк разной длины.

Ступенчатые массивы объявляются с помощью ряда квадратных скобок, в которых указывается их размерность. Например, для объявления двумерного ступенчатого массива служит следующая общая форма:

тип[ ] [ ] имя_массива = new тип [размер] [ ];

где размер обозначает число строк в массиве. Память для самих строк распределяется индивидуально, и поэтому длина строк может быть разной. Например, в приведенном ниже фрагменте кода объявляется ступенчатый массив jgd. Память сначала распределяется для его первого измерения автоматически, а затем для второго измерения вручную.

int[][] jgd = new int[3][];

jgd[0] = new int[4];

jgd[1] = new int[3];

jgd[2] = new int[5];

После выполнения этого фрагмента кода массив jgd выглядит так, как показано ниже.

После создания ступенчатого массива доступ к его элементам осуществляется по индексу, указываемому в отдельных квадратных скобках. Например, в следующей строке кода элементу массива jgd, находящемуся на позиции с координатами (2, 1), присваивается значение 10.

Для выполнения оператора goto требуется метка — действительный в С# идентификатор с двоеточием. Метка должна находиться в том же методе, где и оператор goto, а также в пределах той же самой области действия. В приведенном ниже примере программы цикл суммирования чисел от 1 до 100 организован с помощью оператора goto и соответствующей метки.

х = 1;

loop1:

х++;

if(x < 100) goto loop1;

9. Массивы и строки

9.1. Массивы в c#

Массив представляет собой совокупность переменных одного типа с общим для обращения к ним именем. В С# массивы могут быть как одномерными, так и многомерными, хотя чаще всего применяются одномерные массивы. Массивы служат самым разным целям, поскольку они предоставляют удобные средства для объединения связанных вместе переменных. Главное преимущество массива — в организации данных таким образом, чтобы ими было проще манипулировать.

Массивами в С# можно пользоваться практически так же, как и в других языках программирования. Тем не менее у них имеется одна особенность: они реализованы в виде объектов. Реализация массивов в виде объектов дает ряд существенных преимуществ, и далеко не самым последним среди них является возможность утилизировать неиспользуемые массивы средствам "сборки мусора".

9.1.1. Одномерные массивы

Одномерный массив представляет собой список связанных переменных. Такие списки часто применяются в программировании. Например, в одномерном массиве можно хранить учетные номера активных пользователей сети или текущие средние уровни достижений футбольной команды.

Для того, чтобы воспользоваться массивом в программе, требуется двухэтапная процедура, поскольку в С# массивы реализованы в виде объектов. Во-первых, необходимо объявить переменную, которая может обращаться к массиву. И во-вторых, нужно создать экземпляр массива, используя оператор new. Так, для объявления одномерного массива обычно применяется следующая общая форма:

тип[] имя_массива = new тип[размер] ;

где тип объявляет конкретный тип элемента массива. Тип элемента определяет тип данных каждого элемента, составляющего массив.

Обратите внимание на квадратные скобки, которые сопровождают тип. Они указывают на то, что объявляется одномерный массив. А размер определяет число элементов массива.

Обратимся к конкретному примеру. В приведенной ниже строке кода создается массив типа int, который составляется из десяти элементов и связывается с переменной ссылки на массив, именуемой sample.

int[] sample = new int[10];

В переменной sample хранится ссылка на область памяти, выделяемой для массива оператором new. Эта область памяти должна быть достаточно большой, чтобы в ней могли храниться десять элементов массива типа int.

Доступ к отдельному элементу массива осуществляется по индексу: Индекс обозначает положение элемента в массиве. В языке С# индекс первого элемента всех массивов оказывается нулевым. В частности, массив sample состоит из 10 элементов с индексами от 0 до 9. Для индексирования массива достаточно указать номер требуемого элемента в квадратных скобках. Так, первый элемент массива sample обозначается как sample [0], а последний его элемент — как sample [9].

Массивы могут инициализироваться, когда они создаются. Ниже приведена общая форма инициализации одномерного массива:

тип[] имя_массива = {val1, val2, val3, ..., valN} ;

где val1-valN обозначают первоначальные значения, которые присваиваются по очереди, слева направо и по порядку индексирования. Для хранения инициализаторов массива в С# автоматически распределяется достаточный объем памяти. А необходимость пользоваться оператором new явным образом отпадает сама собой. Но несмотря на свою избыточность, форма инициализации массива с оператором new оказывается полезной в том случае, если новый массив присваивается уже существующей переменной ссылки на массив. Например:

int[] nums;

nums = new int[] { 99, 10, 100, 18, 78, 23, 63, 9, 87, 49 };

Границы массива в С# строго соблюдаются. Если границы массива не достигаются или же превышаются, то возникает ошибка при выполнении.