7.1.7 Оператор цикла foreach

Как упоминалось ранее, 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.

Листинг 7.15

// 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 x in nums) {

Console.WriteLine("Значение элемента равно: " + x);

sum += x;

}

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.

Листинг 7.16

// Использовать оператор break для преждевременного выхода из цикла.

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 значения 4

}

Console.WriteLine("Сумма первых пяти 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.

Листинг 7.17

// Использовать оператор 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 x in nums) {

Console.WriteLine("Значение элемента равно: " + x);

sum += x;

}

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 fоreach 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.

Листинг 7.18

// Поиск в массиве с помощь 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, оператор цикла foreach оказывается особенно полезным для работы с разными типами коллекций.