5.05. Управляющие конструкции и логика

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВНЕ ДЛЯ НОВИЧКОВВ РАЗРАБОТКЕ

Разработчику Архитектору

Управляющие конструкции и логика

Все программы управляются с помощью операторов и циклов, которые позволяют:

принимать решения (условные операторы);
выполнять повторяющиеся действия (циклы);
манипулировать данными (арифметические, логические, сравнительные операторы).

Оператор (operator) — это символ или ключевое слово, которое выполняет операцию над одним или несколькими значениями (операндами).

Операторы используются для:

Манипуляции данными;
Сравнения значений;
Управления потоком выполнения программы.

Управляющая конструкция — это элемент языка, который определяет порядок выполнения инструкций в программе.

К ним относятся:

Условные операторы (if, switch);
Циклы (for, while, foreach);
Операторы перехода (break, continue, return, goto).

Они позволяют программе «думать»: принимать решения, повторять действия, выходить из блоков и т.д.

Условная операция — это выражение, которое возвращает разные значения в зависимости от условия.

Самый известный пример — тернарный оператор ? :, который является сокращённой формой if-else.

string result = (age >= 18) ? "Доступ разрешён" : "Доступ запрещён";

Условные операции позволяют писать лаконичный код без развёрнутых блоков if-else.

Операторы делятся на категории по функциональности.

Арифметические операторы используются для математических вычислений:

Оператор	Описание	Пример
`+`	Сложение	`int sum = a + b;`
`-`	Вычитание	`int diff = a - b;`
`*`	Умножение	`int product = a * b;`
`/`	Деление	`int quotient = a / b;`
`%`	Остаток от деления	`int remainder = a % b;`

При делении целых чисел результат усекается: 5 / 2 = 2, а не 2.5

Операторы присваивания присваивают значение переменной или изменяют его:

Оператор	Пример	Аналог
`=`	`x = 5;`	нет
`+=`	`x += 3;`	`x = x + 3;`
`-=`	`x -= 3;`	`x = x - 3;`
`*=`	`x *= 3;`	`x = x * 3;`
`/=`	`x /= 3;`	`x = x / 3;`
`%=`	`x %= 3;`	`x = x % 3;`

Такие операторы могут быть составными (комбинируют операцию и присваивание).

Увеличение и уменьшение значения (++, --) изменяют на 1. Это соответственно инкремент и декремент: ++ увеличивает на 1, x++ или ++x; -- уменьшает на 1, x-- или --x.

Как обычно, имеется разница между постфиксной и префиксной формами:

int a = 5;
int b = a++; // b = 5, a = 6 (сначала присвоили, потом увеличили)
int c = ++a; // c = 7, a = 7 (сначала увеличили, потом присвоили)

Операторы сравнения возвращают true или false. Используются в условиях.

Оператор	Описание	Пример
`==`	Равно	`if (a == b)`
`!=`	Не равно	`if (a != b)`
`>`	Больше	`if (a > b)`
`<`	Меньше	`if (a < b)`
`>=`	Больше или равно	`if (a >= b)`
`<=`	Меньше или равно	`if (a <= b)`

Для сравнения содержимого объектов также можно использовать метод .Equals()

string a = "hello";
string b = "hello";
bool isEqual = a.Equals(b); // true

Как можно понять из перевода с английского, equal это равенство, поэтому это сравнение.

Обратите внимание на важную вещь - больше или равно пишется именно >=, а не =>, ведь => это стрелка.

Логические операторы используются для объединения или инвертирования условий:

Оператор	Описание	Пример
`&&`	Логическое И	`if (age > 18 && age < 60)`
`!`	Логическое НЕ	`if (!isAuthorized)`
`??`	Оператор объединения со значением по умолчанию (null-coalescing)	`string displayName = name ?? "Guest";`

Самый распространённый пример применения это !имя, означающий НЕимя, буквально.

В C# есть дополнительный оператор ?? (null-coalescing), который возвращает первый операнд, если он не null, иначе второй.

string name = null;
string displayName = name ?? "Гость"; // "Гость"

Это полезно для безопасной работы с nullable-значениями.

Операторы is (проверка типа объекта) и as (безопасное приведение объекта).

object obj = "Hello";
string str = obj as string;

if (obj is string)
{
    Console.WriteLine("Это строка");
}

Оператор nameof возвращает имя переменной, типа или члена в виде строки:

string paramName = nameof(age); // "age"
Console.WriteLine($"Ошибка в параметре: {paramName}");

Это удобно для сообщений об ошибках, логирования, когда надо вывести имя чего-то.

Лямбда-оператор => используется для определения лямбда-выражений:

Func<int, int> square = x => x * x;
Console.WriteLine(square(5)); // 25

// В LINQ
var even = numbers.Where(x => x % 2 == 0);

Как и в Java, в C# есть методы, которые выполняют функции, аналогичные операторам:

.Equals() — аналог оператора == для сравнения содержимого объектов;
.CompareTo() — аналог операторов сравнения (<, >, <=, >=);
Math класс — аналоги арифметических операций с проверкой на переполнение - Math.Add(), Math.Subtract(), Math.Multiply();
BitOperations класс — аналоги битовых операций - BitOperations.PopCount() — подсчитывает количество единиц в двоичном представлении числа;
Convert класс — аналоги операторов приведения типов - Convert.ToInt32(), Convert.ToDouble();
Object.ReferenceEquals() — проверяет, ссылаются ли два объекта на один и тот же экземпляр (аналог == для ссылок).

Операторы выполняются в определённом порядке. Вот основные уровни (от высшего к низшему):

x++, x-- (постфикс);
++x, --x (префикс), !, (type);
*, /, %;
+, -;
<, >, <=, >=;
==, !=;
&&;
`;
?:
=, +=, -= и прочие.

Циклы позволяют выполнять блок кода несколько раз, пока выполняется определённое условие.

for это цикл со счётчиком, который используется, когда известно количество итераций:

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    Console.WriteLine($"Итерация {i}");
}
Структура:

for (инициализация; условие; шаг) {
    // тело цикла
}

while выполняет код, пока условие истинно:

int count = 0;
while (count < 5) {
    Console.WriteLine(count);
    count++;
}

Структура:

while (условие) {
    //тело цикла
}

do…while выполняет код хотя бы один раз, затем проверяет условие:

int number;
do {
    Console.Write("Введите число больше 0: ");
    number = int.Parse(Console.ReadLine());
} while (number <= 0);

Структура:

do {
    //тело цикла
} while (условие)

foreach, перебор коллекций, удобен для массивов, списков, словарей и других перечисляемых типов:

string[] names = { "Alice", "Bob", "Charlie" };
foreach (string name in names) {
    Console.WriteLine(name);
}

Структура:

foreach(тип переменная in коллекция) {
    //тело цикла
}

Существуют специальные управляющие операторы - break, continue, goto.

Циклы прерываются через ключевое слово break, а продолжаются через continue (переход к следующей итерации). Пример:

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if (i == 5) break;        // остановится на 5
    if (i % 2 == 0) continue; // пропустит чётные числа
    Console.WriteLine(i);
}

В чем разница между «Break» и «Continue» в C#?

break: используется в циклах (for и т. д.) и операторах переключения, завершает итерацию/переключение и пропускает весь оставшийся код в цикле или блоке переключения.

continue: используется только в циклах, пропускает весь оставшийся код в цикле и начинает следующую итерацию с начала цикла.

И есть ещё goto - переход к метке. Он редко используется и может усложнить код. Чаще всего его заменяют нормальными управляющими конструкциями.

Управляющие конструкции и логика​

Управляющие конструкции и логика