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迭代语句 - for、foreach、do 和 while

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此迭代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。

在迭代语句体中的任何点，都可以使用 break 语句跳出循环。 可以使用 continue 语句进入循环中的下一个迭代。

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：

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.IEnumerable 或 System.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：

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

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

await foreach

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，请参阅异步流教程。

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) { }

注意

译器可以将 var 的类型推断为可为空的引用类型，具体取决于是否启用可为空的感知上下文以及初始化表达式的类型是否为引用类型。 有关详细信息，请参阅隐式类型本地变量。

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 T 到 V 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。 do 循环不同于 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。 while 循环不同于 do 循环（该循环执行 1 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：

有关这些功能的详细信息，请参阅以下功能建议说明：

另请参阅