Dev Blog

Цикли ​

Цикли while і do/while ​

Цикл (loop) повторює тіло – оператор або блок – доки виконується умова. Одне виконання тіла називається ітерацією. У C# є чотири цикли: while, do/while, for і foreach. Порівняння перших трьох показано на рис. 3.5 (https://learn.microsoft.com/dotnet/csharp/language-reference/statements/iteration-statements).

Рис. 3.5. Блок-схеми циклів while, do/while і for

Цикл while ​

Цикл while (цикл із передумовою) перевіряє умову перед кожною ітерацією. Якщо умова з самого початку хибна, тіло не виконається жодного разу. Цикл while обирають, коли кількість повторень наперед невідома, наприклад під час зчитування даних до порожнього рядка:

cs
int number = 1_234_567;
int digits = 0;
int sum = 0;

while (number > 0)
{
    sum += number % 10;   // остання цифра
    number /= 10;         // відкинути останню цифру
    digits++;
}
Console.WriteLine($"Цифр: {digits}, сума цифр: {sum}");

Результат: Цифр: 7, сума цифр: 28. Тіло циклу мусить змінювати щось, від чого залежить умова, інакше цикл стане нескінченним. Свідомо нескінченний цикл записують як while (true) і виходять з нього оператором break або return (див. далі). Програму, що зациклилася, зупиняють клавішами Ctrl+C у консолі або Shift+F5 у Visual Studio.

Цикл do/while ​

Цикл do/while (цикл із післяумовою) спочатку виконує тіло, а потім перевіряє умову, тому тіло виконується щонайменше один раз. Такий цикл природний для меню та повторного запиту даних: спочатку потрібно запитати, а вже потім перевірити відповідь. Після умови обов’язкова крапка з комою:

cs
int level;
do
{
    Console.Write("Рівень складності (1–3): ");
}
while (!int.TryParse(Console.ReadLine(), out level)
       || level is < 1 or > 3);

Console.WriteLine($"Обрано рівень {level}");

Цикл for ​

Цикл for зручний, коли відома кількість повторень або є лічильник. У заголовку через крапку з комою записують три частини: ініціалізацію (виконується один раз), умову (перевіряється перед кожною ітерацією) і ітератор (виконується після кожної ітерації):

cs
for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
    Console.Write($"{i * i} ");      // 1 4 9 16 25
}
Console.WriteLine();

for (int i = 10; i > 0; i -= 3)
{
    Console.Write($"{i} ");          // 10 7 4 1
}
Console.WriteLine();

for (int left = 0, right = 9; left < right; left++, right--)
{
    Console.Write($"{left}-{right} "); // 0-9 1-8 2-7 3-6 4-5
}
Console.WriteLine();

Змінна, оголошена в заголовку for, видима лише в циклі. Будь-яку частину заголовка можна пропустити: for (;;) означає нескінченний цикл. Кожен цикл for можна переписати як while, але for збирає всю інформацію про лічильник в одному рядку, тому його легше читати.

Вкладені цикли ​

Цикл може містити інший цикл. Для кожної ітерації зовнішнього циклу внутрішній виконується повністю (рис. 3.6). Якщо зовнішній цикл робить n ітерацій, а внутрішній – m, тіло внутрішнього циклу виконується n · m разів. Вкладені цикли використовують для таблиць, прямокутних візерунків, перебору пар значень:

Рис. 3.6. Порядок виконання вкладених циклів

cs
for (int row = 1; row <= 4; row++)
{
    for (int col = 1; col <= row; col++)
    {
        Console.Write('*');
    }
    Console.WriteLine();
}

Програма виводить трикутник: у першому рядку одна зірочка, у четвертому – чотири. Внутрішній лічильник залежить від зовнішнього (col <= row), тому кількість ітерацій внутрішнього циклу збільшується з кожним рядком.

Покрокове виконання циклу ​

Щоб зрозуміти, як змінюються змінні в циклі, виконайте його покроково в налагоджувачі: встановіть точку зупинки (F9) усередині тіла, запустіть програму клавішею F5 і натискайте F10 (Step Over). Вікно Autos або Locals показує поточні значення, а значення, змінені на останньому кроці, виділено червоним (рис. 3.7). Натискання F5 продовжує виконання до наступного потрапляння на точку зупинки, тобто до наступної ітерації (https://learn.microsoft.com/visualstudio/debugger/navigating-through-code-with-the-debugger).

Покрокове виконання циклу for у налагоджувачі

Рис. 3.7. Покрокове виконання циклу for у налагоджувачі

Цикл foreach ​

Цикл foreach перебирає елементи колекції: символи рядка, елементи масиву, аргументи командного рядка. Лічильник не потрібен: на кожній ітерації змінна отримує наступний елемент:

cs
string text = "Об’єктно-орієнтоване програмування";
int vowels = 0;

foreach (char ch in text)
{
    if ("аеєиіїоуюяАЕЄИІЇОУЮЯ".Contains(ch))
    {
        vowels++;
    }
}
Console.WriteLine($"Голосних: {vowels}");   // Голосних: 14

Змінна foreach доступна лише для читання: присвоїти їй значення не можна (помилка CS1656). Аргументи командного рядка перебирають так само: foreach (string arg in args). Масиви та колекції детально розглядаються в темах 4 і 13.