C# `for`循环

原文： https://www.programiz.com/csharp-programming/for-loop

在本文中，我们将学习 C# 中的for循环以及在程序中使用它们的不同方法。

在编程中，通常需要执行特定次数的语句块。 一种可能的解决方案是键入所需次数的语句。 但是，重复的次数可能事先未知（在编译时），或者可能不够大（例如 10000）。

此类问题的最佳解决方案是循环。 循环在编程中用于重复执行某个语句块，直到满足某些条件为止。

在本文中，我们将介绍 C# 中的for循环。

C# for循环

关键字for用于在 C# 中创建for循环。for循环的语法为：

for (initialization; condition; iterator)
{
    // body of for loop
}

for循环如何工作？

1. C# for循环具有三个语句：initialization，condition和iterator。
2. 首先执行initialization语句，并且仅执行一次。 在这里，变量通常被声明和初始化。
3. 然后，求值condition。condition是布尔表达式，即它返回true或false。

4. 如果将condition求值为true：

   1. for循环内的语句将执行。
   2. 然后，执行iterator语句，该语句通常会更改初始化变量的值。
   3. 再次求值condition。
   4. 该过程一直持续到condition被求值为false为止。
5. 如果将condition求值为false，则for循环终止。

for循环流程图

示例 1：C# for循环

using System;
namespace Loop
{
    class ForLoop
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            for (int i=1; i<=5; i++)
            {
                Console.WriteLine("C# For Loop: Iteration {0}", i);
            }
        }
    }    
}

当我们运行程序时，输出将是：

C# For Loop: Iteration 1
C# For Loop: Iteration 2
C# For Loop: Iteration 3
C# For Loop: Iteration 4
C# For Loop: Iteration 5

在这个程序中

• initialization语句为int i=1
• condition语句为i<=5
• iterator语句为i++

该程序运行时

• 首先，声明变量i并将其初始化为 1。
• 然后，求值条件（i<=5）。
• 由于条件返回true，因此程序将执行for循环的主体。 它使用迭代 1 打印给定的行（迭代只是表示重复）。
• 现在，求值迭代器（i++）。 这会将i的值增加到 2。
• 再次求值条件（i<=5），最后将i的值加 1。该条件将在前 5 次求值为true。
• 当i的值为 6 并且条件为false时，循环将终止。

示例 2：计算前 n 个自然数之和的for循环

using System;
namespace Loop
{
    class ForLoop
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            int n = 5,sum = 0;
            for (int i=1; i<=n; i++)
            {
                // sum = sum + i;
                sum += i;
            }
            Console.WriteLine("Sum of first {0} natural numbers = {1}", n, sum);
        }
    }
}

当我们运行程序时，输出将是：

Sum of first 5 natural numbers = 15

在此，将sum和n的值分别初始化为 0 和 5。 迭代变量i初始化为 1，并在每次迭代时递增。

在for循环内，sum的值增加i即sum = sum + i的值。for循环继续进行，直到i小于或等于n（用户输入）。

让我们看看给定程序在每次迭代中会发生什么。

最初，i = 1，sum = 0，n = 3

for循环执行步骤

因此，当n = 5时，总和的最终值为 15。

for循环内的多个表达式

我们还可以在for循环中使用多个表达式。 这意味着我们在for循环中可以有多个初始化和/或迭代器语句。 让我们看下面的例子。

示例 3：具有多个初始化和迭代器表达式的for循环

using System;
namespace Loop
{
    class ForLoop
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            for (int i=0, j=0; i+j<=5; i++, j++)
            {
                Console.WriteLine("i = {0} and j = {1}", i,j);
            }         
        }
    }
}

当我们运行程序时，输出将是：

i = 0 and j = 0
i = 1 and j = 1
i = 2 and j = 2

在此程序中，我们已声明并初始化了两个变量：初始化语句中的i和j。

同样，我们在迭代器部分有两个表达式。 这意味着i和j在每次迭代中均增加 1。

没有初始化和迭代器语句的for循环

初始化，条件和迭代器语句在for循环中是可选的。 这意味着我们也可以在没有这些语句的情况下运行for循环。

在这种情况下，for循环充当while循环。 让我们看下面的例子。

示例 4：不带初始化和迭代器语句的for循环

using System;
namespace Loop
{
    class ForLoop
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            int i = 1;
            for ( ; i<=5; )
            {
                Console.WriteLine("C# For Loop: Iteration {0}", i);
                i++;
            }
        }
    }
}

当我们运行程序时，输出将是：

C# For Loop: Iteration 1
C# For Loop: Iteration 2
C# For Loop: Iteration 3
C# For Loop: Iteration 4
C# For Loop: Iteration 5

在此示例中，我们没有使用初始化和迭代器语句。

变量i在for循环上方初始化，并且其值在循环体内递增。 该程序与示例 1 中的程序相同。

同样，条件也是可选语句。 但是，如果我们不使用测试表达式，则for循环将不会测试任何条件，并且将永远运行（无限循环）。

无限循环

如果for循环中的条件始终为true，则for循环将永远运行。 这称为无限循环。

示例 5：无限循环

using System;
namespace Loop
{
    class ForLoop
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            for (int i=1 ; i>0; i++)
            {
                Console.WriteLine("C# For Loop: Iteration {0}", i);
            }
        }
    }
}

在此，i初始化为 1，条件为i>0。 在每次迭代中，我们将i的值增加 1，因此条件永远不会是false。 这将导致循环无限执行。

我们也可以通过将条件替换为空白来创建无限循环。 例如，

for ( ; ; )
{
    // body of for loop
}

要么

for (initialization ; ; iterator)
{
    // body of for loop
}