C#第4章：循环结构语句-for循环

一、什么是“循环”？

程序中的循环就像生活中的“重复操作”。

比如：

• 连续打印10次“你好”

• 让学生一个一个进场签到

• 每隔1秒刷新一次数据

这些重复的工作，在编程中由“循环语句”完成。

二、for 循环 —— 指定次数的循环

✅ 语法结构：

for (初始化语句; 条件表达式; 更新语句)
{
    // 循环体：每次循环执行的代码
}

✅ 示例：打印1到5

for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
    Console.WriteLine("第 " + i + " 次问好");
}

程序会执行5次，输出：

第 1 次问好
第 2 次问好
...
第 5 次问好

三、while 循环 —— 条件成立就一直循环

✅ 语法结构：

while (条件)
{
    // 条件为 true，就重复执行这些代码
}

✅ 示例：打印1到5

int i = 1;
while (i <= 5)
{
    Console.WriteLine("第 " + i + " 次问好");
    i++;
}

while 循环适合“次数不确定，但有条件”的场景。

四、for 和 while 的选择建议

五、循环中的控制语句

✅ break —— 立即跳出整个循环

for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
    if (i == 5)
        break;
​
    Console.WriteLine(i);
}

输出：

1
2
3
4

✅ continue —— 跳过本次，继续下次循环

for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
    if (i == 3)
        continue;
​
    Console.WriteLine(i);
}

输出：

1
2
4
5

六、练习题：打印九九乘法表（简化版）

for (int i = 1; i <= 9; i++)
{
    for (int j = 1; j <= i; j++)
    {
        Console.Write(j + "×" + i + "=" + (i * j) + "\t");
    }
    Console.WriteLine();
}

输出一个完整的九九乘法表，非常实用的嵌套循环案例。

✅ 总结

学会循环，你就能让程序像机器一样重复工作，大大提高效率！

下一课，我们将正式进入数组的世界 —— Day09：认识数组，多个数据一起存！

我是不好奇，我们下课见！

循环语句用于控制语句的重复执行。C# 提供了多种循环语句以适应不同场景。掌握 for 循环后，可灵活处理大多数需要重复执行的逻辑！下面我将全面介绍 C# 中的各种循环语句及其应用。

• for 循环

• while 循环

• do-while 循环

• foreach 循环

一、定义

for 循环在已知循环次数的前提下，满足指定条件时重复执行代码块。它的语法清晰且灵活，适用于已知循环次数的场景。

二、语法

for (初始化语句; 循环条件; 迭代语句)
{
    // 循环体
}

参数说明

• 初始化语句：在循环开始时执行一次（通常用于定义计数器变量）。

• 循环条件：每次循环前检查，若为 true 则执行循环体，否则退出。

• 迭代语句：每次循环后执行（通常用于更新计数器）。

执行流程

1. 在初始化语句中：定义变量，并初始化。

2. 在循环条件中检测，检测变量是否符合条件。

   • 符合条件 → 执行循环体内的代码。

   • 不符合条件 → 退出循环

3. 在迭代器中迭代变量的值。

4. 重复步骤 2-4，直到变量检测不符合条件时退出循环。

三、for循环用法

用法1:基础循环

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

执行流程

1. int i = 0 → 初始化计数器 i 为 0。

2. i < 5 → 检查条件，若 true 则进入循环体。

3. Console.WriteLine(i) → 执行循环代码。

4. i++ → 计数器 i 自增 1。

5. 重复步骤 2-4，直到 i >= 5 时退出循环。

用法2:遍历数组

string[] fruits = { "Apple", "Banana", "Cherry" };
for (int i = 0; i < fruits.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(fruits[i]);
}

用法3:条件循环

1.输出特定元素

for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
    if (i % 2 == 0)  // 判断是否为偶数
    {
        Console.WriteLine(i);  // 输出：2,4,6,8,10
    }
}

2.输出特定元素

string[] fruits = { "苹果", "香蕉", "橙子", "葡萄", "西瓜" };
string target = "橙子";
bool found = false;
​
for (int i = 0; i < fruits.Length; i++)
{
    if (fruits[i] == target)
    {
        found = true;
        Console.WriteLine($"找到'{target}'，索引位置：{i}");
        break;  // 找到后立即退出循环
    }
}
​
if (!found)
{
    Console.WriteLine($"未找到'{target}'");
}

3.分类输出

int[] scores = { 85, 92, 67, 54, 78, 43 };
for (int i = 0; i < scores.Length; i++)
{
    Console.Write($"学生{i+1}成绩{scores[i]}：");
    
    if (scores[i] >= 90)
        Console.WriteLine("优秀");
    else if (scores[i] >= 80)
        Console.WriteLine("良好");
    else if (scores[i] >= 60)
        Console.WriteLine("及格");
    else
        Console.WriteLine("不及格");
}

用法4:嵌套循环

for (int i = 1; i <= 9; i++)
{
    for (int j = 1; j <= i; j++)
    {
        Console.Write($"{j}×{i}={i * j}\t");
    }
    Console.WriteLine(); // 换行
}

用法5:多变量循环

示例：

// 多变量控制
for (int i = 0, j = 10; i < j; i++, j--)
{
    Console.WriteLine($"i={i}, j={j}");
}

用法6:循环控制

break语句

break 语句的用途：立即终止当前循环。常用于switch语句或循环中。

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    if (i == 5) break;
    Console.WriteLine(i); // 只输出0-4
}

continue语句

continue 语句的用途：跳过当前迭代，继续下一次循环。仅用于循环结构中。

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

用法6:无限循环

// 方式2
for (;;)
{
    // 需要break退出
}

四、特点

• 明确知道循环次数时最适用

• 初始化、条件和迭代三部分都可自定义

• 支持多变量控制

五、循环性能优化

1.预先计算循环边界

int length = list.Count;
for (int i = 0; i < length; i++) { /*...*/ }

2.减少循环内部计算

// 不佳
for (int i = 0; i < list.Count; i++) { /*...*/ }
​
// 优化
int count = list.Count;
for (int i = 0; i < count; i++) { /*...*/ }

3.避免在循环中创建对象

StringBuilder sb = new StringBuilder(); // 循环外创建
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    sb.Append(i); // 复用对象
}

4. 性能注意事项

• 避免重复计算条件： 例如，将 for (int i = 0; i < list.Count; i++) 改为：

  int count = list.Count; // 预先计算
  for (int i = 0; i < count; i++)

• 优先使用 foreach 遍历集合（除非需要索引）。

六、for 循环的变体

在 C# 中，for 循环的 初始化语句、循环条件 和 迭代语句 三个部分 都可以省略，但需要根据实际情况合理使用，否则可能导致逻辑错误或无限循环。以下是详细说明：

初始化语句可以省略

• 场景：循环变量已在外部定义。需提前定义变量

• 示例：

  int i = 0; // 外部初始化
  for (; i < 5; i++) 
  {
      Console.WriteLine(i); // 输出 0, 1, 2, 3, 4
  }

循环条件可以省略

• 效果：默认条件为 true，循环会无限执行，除非用 break 退出。

• 示例：

  for (int i = 0; ; i++) 
  {
      if (i >= 5) break; // 手动终止条件
      Console.WriteLine(i); // 输出 0, 1, 2, 3, 4
  }

迭代语句可以省略

• 场景：在循环体内手动更新变量。需在循环体内更新变量

• 示例：

  for (int i = 0; i < 5; ) 
  {
      Console.WriteLine(i);
      i++; // 手动迭代
  }

三个部分全部省略

• 效果：等同于 while (true)，形成无限循环。

• 示例：

  int i = 0;
  for (;;) 
  {
      if (i >= 5) break;
      Console.WriteLine(i); // 输出 0, 1, 2, 3, 4
      i++;
  }

关键注意事项

1. 避免无限循环 如果省略 循环条件 且未在循环体内使用 break，循环将无限运行：

   for (;;) 
   {
       Console.WriteLine("无限循环！"); // 需手动终止程序
   }

2. 作用域问题

   • 在 for 循环 内部初始化 的变量（如 for (int i=0; ...)），其作用域仅限于循环体内。

   • 若省略初始化并在外部定义变量，该变量在循环外仍有效：

     int i; // 外部变量
     for (i = 0; i < 3; i++) { /* ... */ }
     Console.WriteLine(i); // 输出 3（变量仍可访问）

3. 代码可读性 虽然语法允许省略，但过度省略可能降低代码清晰度。建议在明确需求时使用。

示例：用户输入验证（省略迭代语句）

for (int attempts = 0; attempts < 3; ) 
{
    Console.Write("请输入密码：");
    string input = Console.ReadLine();
    if (input == "123456") 
    {
        Console.WriteLine("登录成功！");
        break;
    }
    attempts++; // 手动更新尝试次数
    Console.WriteLine($"剩余尝试次数：{3 - attempts}");
}

总结

• 可以省略：for 循环的三个部分均可省略，但需确保逻辑正确。

• 慎用无限循环：若省略条件，务必在循环体内添加退出机制（如 break）。

• 优先考虑可读性：清晰的代码比简化的语法更重要。

七、foreach 与 for 对比

for 适用于 索引访问（如数组、列表）：

int[] numbers = { 10, 20, 30 };
for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(numbers[i]); // 通过索引访问
}

foreach 适用于 遍历集合（无需索引）：

foreach (int num in numbers)
{
    Console.WriteLine(num); // 直接访问元素
}

八、for对比其他循环结构