C#編程基礎第四章：循環

一、為什么需要循環

假設現在我們要向屏幕輸出 1 到 8 之間的所有整數，可以一句一句實現，但這樣非常麻煩，有規律的工作可以使用循環完成。

二、循環語句

在 C#中提供了 4 種循環結構，它們都可以達到循環的目的。

1. for 循環
2. while 循環
3. do…while 循環
4. foreach 循環

本章只涉及前三種循環，foreach 循環將在以后學習中進行講解。

2.1、for

在講解 for 循環用法之前，我們首先分析一下輸出 1 到 8 之間整數的這個案例。我們知道，輸出
這個動作是重復執行的，需要通過循環解決。那么問題來了，循環從哪里開始，在哪里結束，每次輸
出的數據是不同的，如何去控制呢？數據從 1、2、3、…一直變化到 8，我們可以讓一個變量初始化為
1，然后每次輸出后變量累加 1，一直到變量的值大於 8，就可以結束輸出。這里的變量我們稱之為 循
環變量，它控制了循環的整個過程。它的初值為 1，就表示了循環從哪里開始；每次輸出后累加 1，就
表示了中間變化過程；直到大於 8，就表示了循環的結束。

2.1.1、概要

如何使用 for 循環來實現呢？先了解 for 循環的語法結構：

for( 表達式 1; 表達式 2; 表達式 3)
{ 
語句塊; 
} 

在此語法中，各個部分的含義說明如下：
(1)表達式 1：通常是用來給循環變量賦初值，一般是賦值表達式；

(2)表達式 2：通常是循環進行的條件，一般是關系或邏輯表達式；

(3)表達式 3：通常用於修改循環變量的值，一般是復合賦值語句；

(4)語句塊：要重復執行的代碼，也稱之為循環體。

用 for 循環輸出 1-8 的整數。

為什么就能輸出 1 到 8 之間的整數呢？對此，我們要了解 for 循環的執行順序。for 循環的執行

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 8; i++)
            {
                Console.WriteLine(i+",你好");
            }
        }
    }
}

順序如下：

(1)執行表達式 1；

(2)判斷表達式 2 的真假；

(3)如果為真，則執行{}中的語句塊；然后執行表達式 3，回到第 2 步；

(4)如果為假，則結束 for 循環。

相應的流程圖如下所示：

對照這執行過程，我們很容易就能得到輸出的結果了。注意：此例的 i++也可以看做賦值表達
式，相當於 i+=1 或者 i=i+1。

小貼士：流程圖是用圖形的形式來描述算法的步驟，直觀形象，易於理解；一般用箭頭表示流程
線，矩形表示處理框，菱形表示判斷框等。

2.1.2、示例

用 for 循環實現計算 1+2+3+…+20 的和。

用 for 循環求出 1－30 之間 2 的倍數的所有整數，然后輸出。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //用 for 循環求出 1－30 之間 2 的倍數的所有整數，然后輸出。
            for (int i = 2; i <= 30; i=i+2)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }

        }
    }
}

用 for 循環輸出 100 以內的偶數。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication2
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int n = 0;
            //用 for 循環輸出 100 以內的偶數。
            for (int i = 1; i <=100; i++)
            {
                //如果一個數與2求余數結果為0則是偶數
                if (i % 2 == 0)
                {
                    Console.Write("{0}\t",i);
                    n=n+1;
                }
            }
            Console.WriteLine("偶數的個數是{0}",n);
        }
    }
}

 

2.2、while

while 循環語句根據循環條件執行一個語句塊零次或者多次，它的基本語法格式如下：

while( 布爾表達式) 
{ 
語句塊; 
} 

while 語句的執行順序如下：
1)計算布爾表達式；

2)如果布爾表達式的值為 true，則執行{}中的語句塊，執行完畢重新計算布爾表達式的值是
否為 true；

3)如果布爾表達式的值為 false，則結束整個循環。

下面我們看一些使用 while 循環實現的例子。
例 4.5 用 while 循環輸出 8 個的整數。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int i=1;
            while (i<=8)
            {
                Console.WriteLine("數字"+i);
                i++;
            }
        }
    }
}

從此例中可以看到，其實 while 循環語句就相當於把 for 循環的第一個表達式移到了循環的前面
賦值，而把 for 循環的第三個表達式移到了循環體的最后。所以掌握了一種循環，另外的循環就能觸
類旁通了。

另外 for 循環語句一般用於確定循環次數的情況，而 while 循環語句的特點是可以沒有循環變
量，可以不寫第一個表達式和第三個表達式，只寫一個條件表達式就夠了，循環的次數是不固定的。

1-100之和

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication2
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int i=1,sum=0;
            while (i<=100)
            {
                sum += i;  //sum=sum+i;
                i++;
            }
            Console.WriteLine("和是："+sum);
        }
    }
}

 

1-100之積

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication3
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            double i = 1, sum = 1;
            while (i<=100)
            {
                sum *= i;
                i++;
            }
            Console.WriteLine("積是："+sum);
        }
    }
}

例 4.6 老師很生氣后果很嚴重，老師心情不好就會罰同學們跑圈圈，跑多少圈不是固定的，要
跑到老師心情變好為止，用 while 循環實現模擬跑圈圈的功能，代碼如下：

分析：老師心情不好則進入循環跑圈圈，心情好則退出循環。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication4
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //定義變量，用於記錄老師的心情好壞，yes表示好，no表示不好
            string feelGood;
            //提示輸入
            Console.Write("老師的心情好嗎？(yes/no)：");
            //從鍵盤輸入老師現在的心情
            feelGood = Console.ReadLine();
            //如果心情為no，則循環繼續
            while (feelGood=="no")
            {
                Console.WriteLine("跑圈圈........");
                //再次提示輸入老師的心情狀態
                Console.Write("老師的心情好嗎？(yes/no)：");
                feelGood = Console.ReadLine(); //從鍵盤輸入老師的心情 yes表示好，no表示不好
            }
        }
    }
}

輸出：

2.3、 do…while

do…while 循環和 while 循環是類似的，do…while 循環的基本語法格式如下：

do
{ 
語句塊; 
}while( 布爾表達式 );

while 語句的執行順序如下：

(1)首先執行語句塊；

(2)之后計算布爾表達式的值，如果為 true，則重新執行語句塊，然后繼續判斷布爾表達式；

(3)如果布爾表達式的值為 false，則結束整個循環。

相應的流程圖如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int i = 1;
            do
            {
                Console.WriteLine(i);
                i++;
            } while (i<=10);
        }
    }
}

while 和 do…while 都用來控制代碼的循環，但 while 語句適用於先條件判斷，再執行循環結構
的場合；而 do…while 則適合於先執行循環結構，再進行條件判斷的場合。也就是說，使用 while
時，如果一開始條件表達式不成立，循環結構一次也不會執行；而使用 do…while 時，即使條件一開
始不成立，程序也至少執行一次循環結構。這是 while 和 do…while 的區別。

例 4.7 小明過兩天就要登台表演了，今天要再好好練習一下，如果排練的效果比較滿意就不用
再排練了，但是如果效果還不滿意則需一直排練下去，用 do…while 循環實現該功能。代碼如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication3
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            String isOk;
            do
            {
                Console.WriteLine("小明排練一次");
                Console.WriteLine("是否滿意了（yes/no）");
                isOk=Console.ReadLine();
            } while (isOk.ToLower()=="no");
        }
    }
}

 

從此例中也可以看到排練無論如何都要先做一次，然后看情況是否還要繼續做。do…while 循環
語句的特點就是先執行后判斷。

例 4.8 編寫程序接收用戶輸入一個月份，如果月份輸入正確給出相應提示，如果不正確則讓用
戶重新輸入，用 do…while 循環語句實現功能。代碼如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication4
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //變量，月份
            int month;
            do
            {
                //提示
                Console.Write("請輸入月份（1-12）：");
                //輸入
                month=Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
            } while (month<1||month>12);  //如果月份小於1或月份大於12則重新輸入
            //輸出月份
            Console.WriteLine("您輸入的月份是："+month);
        }
    }
}

 

課堂作業：使用 do…while 循環完成下列題目

(1) 輸出大寫字母 A-Z。

(2) 求 1-100 之間所有偶數的和。

三、break 和 continue

break 語句我們並不陌生，在之前的 switch 語句中就使用過，它的作用是結束 switch 語句，那
如果在循環語句中使用 break 語句，它的作用就是退出循環。

在上面的例子 4.8 中，如果月份輸入有誤，沒有錯誤提示就直接讓用戶再次輸入月份了，程序的
功能雖然實現了，但對用戶的操作並不友好，如果我們希望錯誤也有相應的提示，則可以將上面的例
子稍微改一下，加入錯誤提示，然后通過 break 語句來控制退出循環。代碼如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication4
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //變量，月份
            int month;
            do
            {
                //提示
                Console.Write("請輸入月份（1-12）：");
                //輸入
                month = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
                //如果月份小於1或月份大於12則重新輸入
                if (month < 1 || month > 12)
                {
                    Console.WriteLine("輸入錯誤，請重新輸入");
                }
                else
                {
                    break;  //結束循環
                }
            } while (true);  
            //輸出月份
            Console.WriteLine("您輸入的月份是："+month);
        }
    }
}

另外一個關鍵字 continue，也常用在循環當中，不過它的作用是用於終止本次循環，去執行下一
次循環。continue 通常跟 if 語句配合，用來加速循環過程。

例 4.10 在循環中使用 continue 語句求 1-100 之間所有奇數的和。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int i = 0, sum = 0;
            while (i<100)
            {
                i++;
                //如果是偶數當次循環結束
                if (i % 2 == 0)
                {
                    continue;  //結束當次循環，開始下一次循環，后面的語句將不會執行
                }
                sum = sum + i;
            }
            Console.WriteLine("和是："+sum);
        }
    }
}

2500

四、嵌套循環結構

沒有進行嵌套的循環稱為一重循環結構。循環結構(for、while、do…while)可以進行相互嵌套，
構成二重、三重，甚至更多重的循環結構，如下列舉了一些二重循環的形式：

一般常用的是二重和三重循環。循環的層數越多，運行時間越長，程序越復雜。下面來使用循環
嵌套來解決問題

例 4.11 使用星號輸出矩形。

分析：要畫一個矩形就是要輸出很多行星星，我們可以使用循環來實現輸出很多行的功能，循環
一次則輸出一行星號，再循環一次則再輸出一行星號。

實現代碼如下：

static void Main()
{
for(int i=1;i<=5;i++)  //循環5次則輸出5行
{
Console.WriteLine("**********");  //輸出一行星星
}
}

上面代碼已經可以實現畫矩形的功能了，但是每行要輸出多少個星星不好控制，假如一行要輸出

20 的星星，則需要我們自己數 20 個，很麻煩，那么其實輸出一行星星也就是要重復的輸出很多個星

星，這個重復的工作同樣可以交給循環來完成，也就是在循環語句中再寫循環語句，就是嵌套的循環

語句了，我們將上面代碼修改成嵌套的循環看看。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication2
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 1; i <= 5; i++)
            {
                for (int j = 1; j <=10; j++)
                {
                    Console.Write("*");
                }
                Console.WriteLine();
            }
        }
    }
}

 

例 4.12 通過嵌套 for 循環打印出一個九九乘法表。

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication3
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //控制行數
            for (int i = 1; i <= 9; i++)
            {
                //控制列數
                for (int j = 1; j <= i; j++)
                {
                    //輸出表達式，注意j與i的順序
                    Console.Write("{0}x{1}={2}\t",j,i,j*i);
                }
                //一行結束時，換行
                Console.WriteLine();
            }
        }
    }
}

 

五、作業

1、輸入十個數，輸出最大數。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication2
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //認為第1個數是最大數
            Console.Write("請輸入第1個數：");
            int max = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());

            //從第二個數開始與最大數比較
            for (int i = 2; i <= 10; i++)
            {
                Console.Write("請輸入第{0}個數：",i);
                int n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
                //如果n比最大的數還大，最大數的數就是n
                if (n > max)
                {
                    max = n;
                }
            }
            Console.WriteLine("最大數是："+max);

        }
    }
}

 

2、在屏幕上輸出一個三角形。

    *

   ***

  *****

 *******

*********

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //外層循環控制行數 5
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                //控制每行前部的空格數  空格數=5-1-行數
                for (int k = 0; k < 5-1 - i; k++)
                {
                    Console.Write(" ");
                }

                //控制星號個數=行數*2+1
                for (int j = 0; j < i * 2 + 1; j++)
                {
                    Console.Write("*");
                }

                //換行
                Console.WriteLine();
            }
        }
    }
}

 

3、完成第四章所有上機與理論作業，預習第五章

六、考試

1、使用for、while、do...while實現1-50間的數之和。

2、輸入年份與月份，輸出天數，要求考慮2月（潤年29，平年28），當用戶輸入錯誤時要求重新輸入。

3、輸出下面的形狀

A

BBB

CCCCC

DDDDDDD

EEEEEEEEE