Книга: C# 4.0: полное руководство

Оператор цикла foreach

Оператор цикла foreach

Как упоминалось в главе 5, в языке C# определен оператор цикла foreach, но его рассмотрение было отложено до более подходящего момента. Теперь этот момент настал.

Оператор foreach служит для циклического обращения к элементам коллекции, представляющей собой группу объектов. В C# определено несколько видов коллекций, каждая из которых является массивом. Ниже приведена общая форма оператора цикла foreach.

foreach (тип имя_переменной_цикла in коллекция) оператор;

Здесь тип имя_переменной_цикла обозначает тип и имя переменной управления циклом, которая получает значение следующего элемента коллекции на каждом шаге выполнения цикла foreach. А коллекция обозначает циклически опрашиваемую коллекцию, которая здесь и далее представляет собой массив. Следовательно, тип переменной цикла должен соответствовать типу элемента массива. Кроме того, тип может обозначаться ключевым словом var. В этом случае компилятор определяет тип переменной цикла, исходя из типа элемента массива. Это может оказаться полезным для работы с определенного рода запросами, как будет показано далее в данной книге. Но, как правило, тип указывается явным образом.

Оператор цикла foreach действует следующим образом. Когда цикл начинается, первый элемент массива выбирается и присваивается переменной цикла. На каждом последующем шаге итерации выбирается следующий элемент массива, который сохраняется в переменной цикла. Цикл завершается, когда все элементы массива окажутся выбранными. Следовательно, оператор foreach циклически опрашивает массив по отдельным его элементам от начала и до конца.

Следует, однако, иметь в виду, что переменная цикла в операторе foreach служит только для чтения. Это означает, что, присваивая этой переменной новое значение, нельзя изменить содержимое массива.

Ниже приведен простой пример применения оператора цикла foreach. В этом примере сначала создается целочисленный массив и задается ряд его первоначальных значений, а затем эти значения выводятся, а по ходу дела вычисляется их сумма.

// Использовать оператор цикла foreach.
using System;
class ForeachDemo {
  static void Main() {
    int sum = 0;
    int[] nums = new int [10];
    // Задать первоначальные значения элементов массива nums.
    for(int i = 0; i < 10; i++) nums[i] = i;
    // Использовать цикл foreach для вывода значений
    // элементов массива и подсчета их суммы,
    foreach(int х in nums) {
      Console.WriteLine("Значение элемента равно: " + х); sum += х;
    }
    Console.WriteLine("Сумма равна: " + sum);
  }
}

Выполнение приведенного выше кода дает следующий результат.

Значение элемента равно: 0
Значение элемента равно: 1
Значение элемента равно: 2
Значение элемента равно: 3
Значение элемента равно: 4
Значение элемента равно: 5
Значение элемента равно: 6
Значение элемента равно: 7
Значение элемента равно: 8
Значение элемента равно: 9
Сумма равна: 45

Как видите, оператор foreach циклически опрашивает массив по порядку индексирования от самого первого до самого последнего его элемента.

Несмотря на то что цикл foreach повторяется до тех пор, пока не будут опрошены все элементы массива, его можно завершить преждевременно, воспользовавшись оператором break. Ниже приведен пример программы, в которой суммируются только пять первых элементов массива nums.
// Использовать оператор break для преждевременного завершения цикла foreach.
using System;
class ForeachDemo {
  static void Main() {
    int sum = 0;
    int[] nums = new int[10];
    // Задать первоначальные значения элементов массива nums.
    for(int i = 0; i < 10; i++) nums[i] = i;
    // Использовать цикл foreach для вывода значений
    // элементов массива и подсчета их суммы.
    foreach(int x in nums) {
      Console.WriteLine("Значение элемента равно: " + x);
      sum += x;
      if(x == 4) break; // прервать цикл, как только индекс массива достигнет 4
    }
    Console.WriteLine("Сумма первых 5 элементов: " + sum);
  }
}

Вот какой результат дает выполнение этой программы.

Значение элемента равно: 0
Значение элемента равно: 1
Значение элемента равно: 2
Значение элемента равно: 3
Значение элемента равно: 4
Сумма первых 5 элементов: 10

Совершенно очевидно, что цикл foreach завершается после выбора и вывода значения пятого элемента массива.

Оператор цикла foreach можно также использовать для циклического обращения к элементам многомерного массива. В этом случае элементы многомерного массива возвращаются по порядку следования строк от первой до последней, как демонстрирует приведенный ниже пример программы.

// Использовать оператор цикла foreach для обращения к двумерному массиву.
using System;
class ForeachDemo2 {
  static void Main() {
    int sum = 0;
    int[,] nums = new int[3,5];
    // Задать первоначальные значения элементов массива nums.
    for (int i = 0; i < 3; i++)
      for (int j=0; j < 5; j++)
        nums[i,j] = (i + 1) * (j + 1);
    // Использовать цикл foreach для вывода значений
    // элементов массива и подсчета их суммы,
    foreach(int х in nums) {
      Console.WriteLine("Значение элемента равно: " + х);
      sum += х;
    }
    Console.WriteLine("Сумма равна: " + sum);
  }
}

Выполнение этой программы дает следующий результат.

Значение элемента равно: 1
Значение элемента равно: 2
Значение элемента равно: 3
Значение элемента равно: 4
Значение элемента равно: 5
Значение элемента равно: 2
Значение элемента равно: 4
Значение элемента равно: 6
Значение элемента равно: 8
Значение элемента равно: 10
Значение элемента равно: 3
Значение элемента равно: 6
Значение элемента равно: 9
Значение элемента равно: 12
Значение элемента равно: 15
Сумма равна: 90

Оператор foreach допускает циклическое обращение к массиву только в определенном порядке: от начала и до конца массива, поэтому его применение кажется, на первый взгляд, ограниченным. Но на самом деле это не так. В большом числе алгоритмов, самым распространенным из которых является алгоритм поиска, требуется именно такой механизм. В качестве примера ниже приведена программа, в которой цикл foreach используется для поиска в массиве определенного значения. Как только это значение будет найдено, цикл прервется.

// Поиск в массиве с помощью оператора цикла foreach.
using System;
class Search {
  static void Main() {
    int[] nums = new int [10];
    int val;
    bool found = false;
    // Задать первоначальные значения элементов массива nums.
    for (int i = 0; i < 10; i++)
      nums[i] = i;
    val = 5;
    // Использовать цикл foreach для поиска заданного
    // значения в массиве nums.
    foreach(int x in nums) {
      if(x == val) {
        found = true;
        break;
      }
    }
    if(found)
      Console.WriteLine("Значение найдено!");
  }
}

При выполнении этой программы получается следующий результат.

Значение найдено!

Оператор цикла foreach отлично подходит для такого применения, поскольку при поиске в массиве приходится анализировать каждый его элемент. К другим примерам применения оператора цикла foreach относится вычисление среднего, поиск минимального или максимального значения среди ряда заданных значений, обнаружение дубликатов и т.д. Как будет показано далее в этой книге, оператор цикла foreach оказывается особенно полезным для работы с разными типами коллекций.

Оглавление книги