C# for 循环

在编程中，经常需要执行某个语句块特定的次数。一种可能的解决方法是按所需的次数键入这些语句。但是，重复的次数可能无法在编译时预知，或者可能非常大（例如 10000 次）。

解决此类问题的最佳方法是使用循环。循环用于在编程中重复执行某些语句块，直到满足某个条件为止。

在本文中，我们将介绍 C# 中的 for 循环。

C# for 循环

在 C# 中，我们使用 for 关键字来创建 for 循环。for 循环 的语法是：

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

for 循环如何工作？

1. C# for 循环包含三个语句：初始化、条件和迭代。
2. 初始化语句首先执行，并且只执行一次。通常在这里声明和初始化变量。
3. 然后，对条件进行求值。条件是一个布尔表达式，即它返回true或false。
4. 如果条件的求值结果为true，
   1. 则执行 for 循环内的语句。
   2. 然后，执行迭代语句，该语句通常会更改已初始化变量的值。
   3. 再次对条件进行求值。
   4. 此过程一直持续到条件的求值结果为false为止。
5. 如果条件的求值结果为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，

• 初始化语句是 int i=1
• 条件语句是 i<=5
• 迭代语句是 i++

当程序运行时：

• 首先，变量 i 被声明并初始化为 1。
• 然后，对条件（i<=5）进行求值。
• 由于条件返回true，程序随后执行 for 循环的主体。它会打印给定的行，并附带 Iteration 1（Iteration 仅表示重复）。
• 现在，对迭代器（i++）进行求值。这会将 i 的值递增到 2。
• 再次对条件（i<=5）进行求值，并在每次迭代结束时，将 i 的值增加 1。对于前 5 次，条件将求值为true。
• 当 i 的值为 6 且条件为false时，循环将终止。

示例 2：使用 for 循环计算前 n 个自然数的和

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，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 的值会增加 i，即 sum = sum + i。for 循环会一直持续到 i 小于或等于 n（用户输入）为止。

让我们看看在给定程序中每次迭代会发生什么。

最初，i = 1，sum = 0，n = 3

因此，当 n = 5 时，sum 的最终值为 15。

for 循环中的多个表达式

我们也可以在 for 循环中使用多个表达式。这意味着我们可以在 for 循环中使用多个初始化和/或迭代语句。让我们看下面的示例。

示例 3：具有多个初始化和迭代表达式的 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，我们在初始化语句中声明并初始化了两个变量：i 和 j。

此外，我们在迭代部分有两个表达式。这意味着在每次迭代中，i 和 j 都会增加 1。

不带初始化和迭代语句的 for 循环

初始化、条件和迭代语句在 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 循环的行为类似于 while 循环。让我们看下面的示例。

示例 4：不带初始化和迭代语句的 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语句。

变量 i 在 for 循环上方初始化，并在循环体内递增。此程序与示例 1 中的程序相同。

类似地，条件也是一个可选语句。但是，如果我们不使用测试表达式，for 循环将不会测试任何条件，并且会永远运行（无限循环）。

无限 for 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 for 循环。

示例 5：无限 for 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);
			}
		}
	}
}

这里，i 被初始化为 1，条件是 i>0。在每次迭代中，我们都将 i 的值增加 1，因此条件永远不会为false。这将导致循环无限执行。

我们还可以通过将条件替换为空来创建无限循环。例如：

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

或者

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