Операторы перехода — `break`, `continue`, `return`и `goto`

Статья
10/26/2023

Операторы перехода безоговорочно передают управление. Оператор break завершает ближайшее заключающее оператор итерации или switch инструкцию. Оператор continue запускает новую итерацию ближайшего заключенного оператора итерации. Оператор return завершает выполнение функции, в которой она отображается, и возвращает элемент управления вызывающему объекту. Оператор goto передает элемент управления инструкции, помеченной меткой.

Сведения об throw инструкции, которая вызывает исключение и безусловно передает управление, см throw. в разделе инструкций обработки исключений статьи.

Инструкция `break`

Оператор break завершает выполнение ближайшего внешнего оператора итерации (то есть цикла for, foreach, while или do) или оператора switch. Оператор break передает управление оператору, который расположен после завершенного оператора (если таковой есть).

int[] numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
foreach (int number in numbers)
{
    if (number == 3)
    {
        break;
    }

    Console.Write($"{number} ");
}
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("End of the example.");
// Output:
// 0 1 2 
// End of the example.

Во вложенных циклах оператор break завершает только самый внутренний цикл, содержащий его, как показано в следующем примере:

for (int outer = 0; outer < 5; outer++)
{
    for (int inner = 0; inner < 5; inner++)
    {
        if (inner > outer)
        {
            break;
        }

        Console.Write($"{inner} ");
    }
    Console.WriteLine();
}
// Output:
// 0
// 0 1
// 0 1 2
// 0 1 2 3
// 0 1 2 3 4

При использовании оператора switch внутри цикла оператор break в конце раздела switch передает управление только из оператора switch. Цикл, содержащий оператор switch, не затрагивается, как показано в следующем примере:

double[] measurements = [-4, 5, 30, double.NaN];
foreach (double measurement in measurements)
{
    switch (measurement)
    {
        case < 0.0:
            Console.WriteLine($"Measured value is {measurement}; too low.");
            break;

        case > 15.0:
            Console.WriteLine($"Measured value is {measurement}; too high.");
            break;

        case double.NaN:
            Console.WriteLine("Failed measurement.");
            break;

        default:
            Console.WriteLine($"Measured value is {measurement}.");
            break;
    }
}
// Output:
// Measured value is -4; too low.
// Measured value is 5.
// Measured value is 30; too high.
// Failed measurement.

Инструкция `continue`

Оператор continue начинает новую итерацию ближайшего внешнего оператора итерации (то есть цикла for, foreach, while или do), как показано в следующем примере:

for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    Console.Write($"Iteration {i}: ");
    
    if (i < 3)
    {
        Console.WriteLine("skip");
        continue;
    }
    
    Console.WriteLine("done");
}
// Output:
// Iteration 0: skip
// Iteration 1: skip
// Iteration 2: skip
// Iteration 3: done
// Iteration 4: done

Инструкция `return`

Оператор return завершает выполнение метода, в котором он присутствует, и возвращает управление и результат функции (при его наличии) вызывавшему методу.

Если член функции не вычисляет значение, используется оператор return без выражения, как показано в следующем примере:

Console.WriteLine("First call:");
DisplayIfNecessary(6);

Console.WriteLine("Second call:");
DisplayIfNecessary(5);

void DisplayIfNecessary(int number)
{
    if (number % 2 == 0)
    {
        return;
    }

    Console.WriteLine(number);
}
// Output:
// First call:
// Second call:
// 5

Как показано в предыдущем примере, для досрочного завершения члена функции обычно используется оператор return без выражения. Если член функции не содержит оператор return, он завершается после выполнения последнего оператора.

Если член функции вычисляет значение, используется оператор return с выражением, как показано в следующем примере:

double surfaceArea = CalculateCylinderSurfaceArea(1, 1);
Console.WriteLine($"{surfaceArea:F2}"); // output: 12.57

double CalculateCylinderSurfaceArea(double baseRadius, double height)
{
    double baseArea = Math.PI * baseRadius * baseRadius;
    double sideArea = 2 * Math.PI * baseRadius * height;
    return 2 * baseArea + sideArea;
}

Если оператор return содержит выражение, это выражение должно допускать неявное преобразование в тип возвращаемого значения члена функции, если только он не является асинхронным. Выражение, возвращаемое функцией async , должно быть неявно преобразовано в аргумент Task<TResult> типа или ValueTask<TResult>независимо от типа возвращаемого типа функции. Если тип возвращаемого значения функции async — Task или ValueTask, используется оператор return без выражения.

Возвраты по ссылке

По умолчанию оператор return возвращает значение выражения. Вы можете вернуть ссылку на переменную. Возвращаемые ссылочные значения — это значения, которые метод возвращает вызывающему объекту по ссылке. То есть вызывающий объект может изменить значение, возвращаемое методом, и это изменение отражается в состоянии объекта в вызываемом методе. Для этого используйте инструкцию return с ref ключевое слово, как показано в следующем примере:

int[] xs = new int [] {10, 20, 30, 40 };
ref int found = ref FindFirst(xs, s => s == 30);
found = 0;
Console.WriteLine(string.Join(" ", xs));  // output: 10 20 0 40

ref int FindFirst(int[] numbers, Func<int, bool> predicate)
{
    for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
    {
        if (predicate(numbers[i]))
        {
            return ref numbers[i];
        }
    }
    throw new InvalidOperationException("No element satisfies the given condition.");
}

Возвращаемое ссылочное значение позволяет методу вернуть вызывающей стороне ссылку на переменную, а не фиксированное значение. После этого вызывающий может самостоятельно решить, как обрабатывать полученную переменную: по значению или по ссылке. Вызывающий объект может создать новую переменную, которая является ссылкой на возвращаемое значение, называемое локальным ссылкой. Возвращаемое ссылочное значение означает, что метод возвращает ссылку на некоторую переменную (или ее псевдоним). В область действия переменной должен входить этот метод. Время существования переменной должно продолжаться после того, как метод возвращает управление. Все изменения, которые вызывающий производит с возвращаемым значением метода, применяются к возвращенной переменной.

Если для метода объявлено возвращаемое ссылочное значение, значит он возвращает псевдоним переменной. Цель разработки часто заключается в том, что вызов кода обращается к этой переменной с помощью псевдонима, в том числе для изменения. Методы, возвращаемые по ссылке, не могут иметь тип возвращаемого значения void.

Чтобы вызывающий объект изменял состояние объекта, возвращаемое значение ссылки должно храниться в переменной, которая явно определяется как эталонная переменная.

Возвращаемое ref значение — это псевдоним другой переменной в область вызываемого метода. Любое применение возвращаемого ссылочного значения можно рассматривать как применение псевдонима соответствующей переменной.

При назначении его значения вы назначаете значение переменной, которую он псевдонимирует.
При чтении его значения вы считываете значение переменной, которую он псевдонимирует.
Если вы возвращаете его по ссылке, вы возвращаете псевдоним в ту же переменную.
Если передать его другому методу по ссылке, вы передаете ссылку на переменную, которую он псевдонимирует.
Создавая для псевдонима локальную ссылочную переменную, вы создаете новый псевдоним для той же переменной.

Возвращаемое значение ref должно быть ref-safe-context для вызывающего метода. Это означает:

Время существования возвращаемого значения должно превышать период выполнения метода. Другими словами, это не может быть локальная переменная в методе, который возвращает его. Это может быть экземпляр статического поля или класса, а также переданный в метод аргумент. Попытка вернуть локальную переменную создает ошибку компилятора CS8168, "Не удается вернуть локальный obj по ссылке, так как он не является локальным.
Возвращаемое значение не может быть литеральным null. Метод с возвратом ссылок может возвращать псевдоним переменной, значение которой в настоящее время null является значением (неинстанизированным) или типом значения NULL для типа значения.
Возвращаемое значение не может быть константой, элементом перечисления, возвращаемым значением из свойства или методом или classstruct.

Кроме того, значения возвращаемых ссылок не допускаются для асинхронных методов. Асинхронный метод может вернуть управление до того, как будет завершено его выполнение и станет известно его возвращаемое значение.

Метод, возвращающий возвращаемое значение ссылки, должен:

Добавьте ссылку ключевое слово перед типом возвращаемого значения.
Каждый оператор return в теле метода включает ключевое слово ref перед именем возвращаемого экземпляра.

В следующем примере показан метод, который удовлетворяет указанным условиям и возвращает ссылку на объект Person с именем p:

public ref Person GetContactInformation(string fname, string lname)
{
    // ...method implementation...
    return ref p;
}

Ниже приведен более полный пример возвращаемого ссылочного значения, в котором показаны сигнатура и тело метода.

public static ref int Find(int[,] matrix, Func<int, bool> predicate)
{
    for (int i = 0; i < matrix.GetLength(0); i++)
        for (int j = 0; j < matrix.GetLength(1); j++)
            if (predicate(matrix[i, j]))
                return ref matrix[i, j];
    throw new InvalidOperationException("Not found");
}

Вызываемый метод может также объявить возвращаемое значение ref readonly, чтобы вернуть значение по ссылке, и запретить вызывающему коду изменять возвращаемое значение. Вызывающий метод может избежать копирования возвращаемого значения, сохраняя значение в локальной ref readonly эталонной переменной.

В следующем примере определяется класс Book, содержащий два поля String: Title и Author. Также определяется класс BookCollection, который включает частный массив объектов Book. Отдельные объекты книг возвращаются по ссылке путем вызова метода GetBookByTitle.


public class Book
{
    public string Author;
    public string Title;
}

public class BookCollection
{
    private Book[] books = { new Book { Title = "Call of the Wild, The", Author = "Jack London" },
                        new Book { Title = "Tale of Two Cities, A", Author = "Charles Dickens" }
                       };
    private Book nobook = null;

    public ref Book GetBookByTitle(string title)
    {
        for (int ctr = 0; ctr < books.Length; ctr++)
        {
            if (title == books[ctr].Title)
                return ref books[ctr];
        }
        return ref nobook;
    }

    public void ListBooks()
    {
        foreach (var book in books)
        {
            Console.WriteLine($"{book.Title}, by {book.Author}");
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

Если вызывающий объект сохраняет значение, возвращаемое методом GetBookByTitle, в качестве ссылочной локальной переменной, изменения, которые этот объект вносит в возвращаемое значение, отражаются в объекте BookCollection, как показано в следующем примере.

var bc = new BookCollection();
bc.ListBooks();

ref var book = ref bc.GetBookByTitle("Call of the Wild, The");
if (book != null)
    book = new Book { Title = "Republic, The", Author = "Plato" };
bc.ListBooks();
// The example displays the following output:
//       Call of the Wild, The, by Jack London
//       Tale of Two Cities, A, by Charles Dickens
//
//       Republic, The, by Plato
//       Tale of Two Cities, A, by Charles Dickens

Инструкция `goto`

Оператор goto передает управление оператору, помеченному меткой, как показано в следующем примере:

var matrices = new Dictionary<string, int[][]>
{
    ["A"] =
    [
        [1, 2, 3, 4],
        [4, 3, 2, 1]
    ],
    ["B"] =
    [
        [5, 6, 7, 8],
        [8, 7, 6, 5]
    ],
};

CheckMatrices(matrices, 4);

void CheckMatrices(Dictionary<string, int[][]> matrixLookup, int target)
{
    foreach (var (key, matrix) in matrixLookup)
    {
        for (int row = 0; row < matrix.Length; row++)
        {
            for (int col = 0; col < matrix[row].Length; col++)
            {
                if (matrix[row][col] == target)
                {
                    goto Found;
                }
            }
        }
        Console.WriteLine($"Not found {target} in matrix {key}.");
        continue;

    Found:
        Console.WriteLine($"Found {target} in matrix {key}.");
    }
}
// Output:
// Found 4 in matrix A.
// Not found 4 in matrix B.

Как показано в предыдущем примере, для выхода из вложенного цикла можно использовать оператор goto.

Совет

При работе с вложенными циклами рассмотрите возможность рефакторинга отдельных циклов в отдельные методы. В результате вы можете получить упрощенный, более удобочитаемый код без оператора goto.

В операторе switch можно также использовать оператор goto для передачи управления в раздел switch с меткой константы case, как показано в следующем примере:

using System;

public enum CoffeeChoice
{
    Plain,
    WithMilk,
    WithIceCream,
}

public class GotoInSwitchExample
{
    public static void Main()
    {
        Console.WriteLine(CalculatePrice(CoffeeChoice.Plain));  // output: 10.0
        Console.WriteLine(CalculatePrice(CoffeeChoice.WithMilk));  // output: 15.0
        Console.WriteLine(CalculatePrice(CoffeeChoice.WithIceCream));  // output: 17.0
    }

    private static decimal CalculatePrice(CoffeeChoice choice)
    {
        decimal price = 0;
        switch (choice)
        {
            case CoffeeChoice.Plain:
                price += 10.0m;
                break;

            case CoffeeChoice.WithMilk:
                price += 5.0m;
                goto case CoffeeChoice.Plain;

            case CoffeeChoice.WithIceCream:
                price += 7.0m;
                goto case CoffeeChoice.Plain;
        }
        return price;
    }
}

В операторе switch можно также использовать оператор goto default; для передачи управления в раздел switch с меткой default.

Если метка с заданным именем не существует в текущем элементе функции или если goto инструкция не находится в область метки, возникает ошибка во время компиляции. То есть инструкцию goto нельзя использовать для передачи управления из текущего элемента функции или в вложенные область.

Спецификация языка C#

Дополнительные сведения см. в следующих разделах статьи Спецификация языка C#:

См. также

Инструкция yield

Операторы перехода — `break`, `continue`, `return`и `goto`

Инструкция `break`

Инструкция `continue`

Инструкция `return`

Возвраты по ссылке

Инструкция `goto`

Спецификация языка C#

См. также

Обратная связь

Дополнительные ресурсы

Операторы перехода — break, continue, returnи goto

Инструкция break

Инструкция continue

Инструкция return

Возвраты по ссылке

Инструкция goto

Спецификация языка C#

См. также

Обратная связь

Дополнительные ресурсы

Операторы перехода — `break`, `continue`, `return`и `goto`

Инструкция `break`

Инструкция `continue`

Инструкция `return`

Инструкция `goto`