break وcontinue وgoto في C#: مغادرة الحلقات والحلقات المتداخلة

تنهي break الحلقة مبكرًا. وتتخطى continue بقية التكرار الحالي وتنتقل إلى التالي. كلتاهما تنطبق على الحلقة المحيطة الأعمق، وتعملان بالطريقة نفسها في for وforeach وwhile وdo while.

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] orderTotals = { 45, 0, 120, -5, 80, 999, 60 };

        foreach (int total in orderTotals)
        {
            if (total <= 0)
            {
                Console.WriteLine($"skip invalid total {total}");
                continue;
            }
            if (total == 999)
            {
                Console.WriteLine("test order found, stopping");
                break;
            }
            Console.WriteLine($"process order of {total}");
        }

        Console.WriteLine("after the loop");
    }
}

المخرجات:

process order of 45
skip invalid total 0
process order of 120
skip invalid total -5
process order of 80
test order found, stopping
after the loop

قفزت continue فوق سطر المعالجة للقيمتين 0 و-5. وأوقفت break الحلقة عند 999، فلم تُزر 60 أبدًا، واستُؤنف التنفيذ عند أول عبارة بعد الحلقة.

break: توقّف حين تُعرف الإجابة

الاستخدام النموذجي لـ break هو البحث: بمجرد أن تجد ما تبحث عنه لا داعي للنظر في البقية.

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string[] emails = { "ana@shop.com", "invalid-address", "ben@shop.com" };
        int firstBad = -1;

        for (int i = 0; i < emails.Length; i++)
        {
            if (!emails[i].Contains("@"))
            {
                firstBad = i;
                break;
            }
        }

        Console.WriteLine(firstBad >= 0
            ? $"first invalid email at index {firstBad}"
            : "all emails look valid");
    }
}

المخرجات:

first invalid email at index 1

لا يُنفَّذ المكرِّر (i++) بعد break، فلو صُرّح بـ i خارج الحلقة لظلت تحمل الفهرس المطابق. وللبحث البسيط يقول استدعاء من المكتبة الشيء نفسه: تعيد Array.FindIndex(emails, e => !e.Contains("@")) الفهرس (أو -1)، وتجيب emails.Any(e => !e.Contains("@")) في LINQ عن وجود بريد سيئ.

continue: التخطي إلى التكرار التالي

continue جملة حراسة للحلقات. بدل تغليف العمل الحقيقي في if، ارفض الحالات التي لا تريدها في الأعلى:

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string[] lines = { "name,price", "", "# discontinued", "pen,1.20", "mug,8.00" };

        foreach (string line in lines)
        {
            if (line.Length == 0) continue;           // blank line
            if (line.StartsWith("#")) continue;       // comment
            if (line == "name,price") continue;       // header row

            string[] parts = line.Split(',');
            Console.WriteLine($"{parts[0]} costs {parts[1]}");
        }
    }
}

المخرجات:

pen costs 1.20
mug costs 8.00

إلى أين تذهب continue بعدها يعتمد على الحلقة. في حلقة for تنفّذ المكرِّر ثم تختبر الشرط. وفي حلقة while تقفز مباشرة إلى الشرط، وهذا يؤدي إلى خطأ تقليدي:

int i = 0;
while (i < 10)
{
    if (i % 2 == 0)
        continue;        // i++ below is skipped: i stays 0 forever
    Console.WriteLine(i);
    i++;
}

حدّث العدّاد قبل أي continue، أو استخدم حلقة for، حيث يعيش التحديث في الترويسة ويُنفَّذ دائمًا.

break داخل switch داخل حلقة

في switch تنهي break قسم الحالة. وحين تكون switch داخل حلقة فإن break تنتمي إلى switch لا إلى الحلقة:

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string[] commands = { "add", "add", "quit", "add" };
        int count = 0;

        foreach (string cmd in commands)
        {
            switch (cmd)
            {
                case "add":
                    count++;
                    break;                 // leaves the switch
                case "quit":
                    Console.WriteLine("quit received");
                    goto done;             // leaves the loop too
            }
        }
        done:
        Console.WriteLine($"count = {count}");
    }
}

المخرجات:

quit received
count = 2

كانت break عادية في حالة "quit" ستنهي switch فقط، وتستمر الحلقة، وتكون count مساوية لـ 3. تقفز goto إلى العنوان بعد الحلقة. ونقل الحلقة إلى دالة وكتابة return في تلك الحالة يعمل أيضًا ولا يحتاج إلى عنوان.

الخروج من الحلقات المتداخلة

لا توجد في C# جملة break بعنوان مثل break outer; في Java. حين يمرّ بحث عبر حلقتين متداخلتين تنهي break في الحلقة الداخلية الداخليةَ فقط؛ وتنتقل الحلقة الخارجية إلى صفها التالي. هناك ثلاثة حلول قياسية.

1. علامة تفحصها الحلقة الخارجية:

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int[,] seats =
        {
            { 1, 1, 1, 1 },
            { 1, 1, 0, 1 },
            { 1, 0, 1, 1 },
        };

        bool found = false;
        for (int row = 0; row < seats.GetLength(0) && !found; row++)
        {
            for (int col = 0; col < seats.GetLength(1); col++)
            {
                if (seats[row, col] == 0)
                {
                    Console.WriteLine($"first free seat: row {row}, seat {col}");
                    found = true;
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

المخرجات:

first free seat: row 1, seat 2

2. goto إلى عنوان بعد الحلقتين. هذا هو الموضع الوحيد الذي تقبل فيه أدلة أسلوب C# كثيرة goto، لأنها تعبّر بالضبط عن "غادر الحلقتين":

for (int row = 0; row < rows; row++)
{
    for (int col = 0; col < cols; col++)
    {
        if (seats[row, col] == 0)
        {
            Console.WriteLine($"first free seat: row {row}, seat {col}");
            goto done;
        }
    }
}
done:
Console.WriteLine("search finished");

3. دالة مع return، وهي الأنظف عادة، لأن البحث يحصل على اسم ويمكنه إعادة نتيجته:

using System;

class Program
{
    static bool FindFreeSeat(int[,] seats, out int row, out int col)
    {
        for (row = 0; row < seats.GetLength(0); row++)
        {
            for (col = 0; col < seats.GetLength(1); col++)
            {
                if (seats[row, col] == 0)
                    return true;        // leaves both loops at once
            }
        }
        row = col = -1;
        return false;
    }

    static void Main()
    {
        int[,] seats = { { 1, 1, 1 }, { 1, 1, 0 }, { 0, 1, 1 } };

        int r, c;
        if (FindFreeSeat(seats, out r, out c))
            Console.WriteLine($"first free seat: row {r}, seat {c}");
        else
            Console.WriteLine("sold out");
    }
}

المخرجات:

first free seat: row 1, seat 2

قدّمت C# 7.0 أيضًا الدوال المحلية، التي تتيح لك وضع تلك الدالة المساعدة داخل الدالة المستدعية. ونمط معامل out المستخدم هنا مشروح في صفحة ref وout.

goto والعناوين

العنوان معرّف تليه نقطتان، وgoto label; تقفز إليه. القواعد صارمة بما يكفي لمنع أسوأ سوء استخدام:

• يجب أن يكون العنوان في الدالة نفسها، في كتلة goto نفسها أو في كتلة محيطة بها. يمكنك القفز خارج الكتل لكن لا إلى داخل كتلة أبدًا: القفز من الخارج إلى عنوان داخل جسم حلقة هو الخطأ CS0159 (no such label within the scope of the goto statement).
• لا يمكنك مغادرة كتلة finally بـ goto أو break أو continue.
• داخل switch تنقل goto case 3; وgoto default; التحكم إلى قسم آخر. هكذا تعبّر switch في C# عن الانزلاق، لأن الانزلاق الضمني إلى الحالة التالية خطأ ترجمة.

يمكن لـ goto أيضًا بناء حلقات (بالقفز للخلف إلى عنوان)، لكن حلقة while تقول الشيء نفسه بشكل يعرفه كل قارئ. أبقِ goto لمغادرة الحلقات المتداخلة ولأقسام switch.

return وthrow والحلقات

تغادر return الدالة كلها، فتغادر أيضًا كل حلقة فيها. وتفعل throw الشيء نفسه برمي استثناء. داخل كتلة try معها finally ما زالت break وcontinue وgoto وreturn كلها تنفّذ كتلة finally قبل أن ينتقل التحكم، وهذا ما يجعل الخروج آمنًا من حلقة تُبقي ملفًا مفتوحًا في كتلة using.