C#学习：分支与循环

本期我们就接着来学习C#的分支与循环

if语句

[（1）单独的 if：满足条件才执行](#（1）单独的 if：满足条件才执行)

（2）if-else：二选一

[（3）if - else if - else 链：多条件判断](#（3）if - else if - else 链：多条件判断)

[（4）嵌套 if：条件内部再做判断](#（4）嵌套 if：条件内部再做判断)

switch语句

[进阶：带模式匹配的 switch（Unity 2020+ 支持）](#进阶：带模式匹配的 switch（Unity 2020+ 支持）)

[更简洁的 switch 表达式（C# 8+）](# 8+）)

if语句

（1）单独的 `if`：满足条件才执行

cs 复制代码

if (条件表达式) 
{
    // 条件为 true 时执行
}

Unity 实例：玩家按下空格键时跳跃。

cs 复制代码

if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space)) 
{
    rigidbody.AddForce(Vector3.up * jumpForce, ForceMode.Impulse);
}

注意条件表达式必须是 bool 类型，C# 不允许将数值直接当作布尔值（比如 if(1) 会报错）。

（2）`if-else`：二选一

cs 复制代码

if (health > 0) 
{
    PlayAnimation("Idle");
} 
else 
{
    PlayAnimation("Death");
}

（3）`if - else if - else` 链：多条件判断

适用于多个互斥条件，顺序判断，命中一个后跳出整个结构。

cs 复制代码

if (distance < 5f) 
{
    state = EnemyState.Chase;
} 
else if (distance < 20f) 
{
    state = EnemyState.Patrol;
} 
else 
{
    state = EnemyState.Idle;
}

逻辑顺序非常重要 。如果你把 distance < 20f 写在 distance < 5f 前面，那么 distance = 3f 时就会错误地进入巡逻状态，而不是追击。

（4）嵌套 `if`：条件内部再做判断

cs 复制代码

if (isAlive) 
{
    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space)) 
    {
        Jump();
    }
}

可读性变差时，可以考虑用逻辑运算符 &&、|| 合并条件，或把内层逻辑封装成独立方法。

switch语句

当你要判断一个变量的多个可能值（比如枚举的游戏状态），用 switch 比一长串 if-else if 更简洁、更易读。

cs 复制代码

enum GameState { MainMenu, Playing, Paused, GameOver }
GameState currentState;

switch (currentState) 
{
    case GameState.MainMenu:
        ShowMainMenu();
        break;
    case GameState.Playing:
        ResumeGame();
        break;
    case GameState.Paused:
        PauseGame();
        break;
    case GameState.GameOver:
        ShowGameOverScreen();
        break;
    default:
        Debug.LogWarning("未知状态");
        break;
}

关键规则：

每个 case 必须用 break、return、throw 或 goto 明确结束，不允许"贯穿"（fall through），除非两个 case 之间完全没有代码（可以空着直接连到下一个）。
default 分支是可选的，但建议写上，用来捕获意料之外的值。
switch 的类型支持：整数（int、long、byte等）、char、string、枚举、以及 C# 7+ 的模式匹配。

进阶：带模式匹配的 `switch`（Unity 2020+ 支持）

可以按类型或属性进行匹配，非常强大：

cs 复制代码

object obj = GetComponent<Collider>();
switch (obj) 
{
    case BoxCollider box:
        // 直接使用变量 box
        Debug.Log($"盒子尺寸: {box.size}");
        break;
    case SphereCollider sphere:
        Debug.Log($"球体半径: {sphere.radius}");
        break;
    case null:
        Debug.Log("没有碰撞体");
        break;
}

更简洁的 `switch` 表达式（C# 8+）

当 switch 需要返回值时，可以用更紧凑的语法：

cs 复制代码

float speed = currentState switch 
{
    GameState.Playing => 10f,
    GameState.Paused  => 0f,
    GameState.MainMenu => 0f,
    _                  => 5f  // 下划线代表默认
};

这种写法省去了 case 和 break，适合简单的映射关系。

三目运算符

三目运算符（也叫条件运算符）是 C# 中唯一需要三个操作数的运算符，语法为：

bash 复制代码

条件 ? 表达式1 : 表达式2

如果条件为 true，计算并返回 表达式1 的值；
如果条件为 false，计算并返回 表达式2 的值。

比如如下这个情况

cs 复制代码

// if-else 写法
string stateText;
if (isDead)
    stateText = "阵亡";
else
    stateText = "存活";

// 三目运算符写法
string stateText = isDead ? "阵亡" : "存活";

类型规则：两个分支的类型必须兼容

三目运算符本身也有类型，它的类型由表达式1 和表达式2共同决定。规则如下：

如果两个表达式类型相同，结果就是该类型。
如果一个是 int，另一个是 float，会进行隐式提升 ，结果为 float。
如果一个是基类，另一个是派生类，结果为基类。
如果两个类型无法隐式转换，编译器会报错。

cs 复制代码

int a = 1;
float b = 2.5f;
// 正确：int + float → 结果类型为 float
float result = condition ? a : b;   // a 会隐式转为 float

// 错误：string 和 int 之间无法转换，编译错误
// var error = condition ? "hello" : 100; // CS0173

当某分支需要 null 时，也必须确保类型明确：

cs 复制代码

// 错误：null 和 int 之间无法推断类型
// var v = cond ? 5 : null;  // 编译错误

// 正确：必须显式指定可空类型或 object
int? maybe = cond ? 5 : (int?)null;
object obj = cond ? 5 : (object)null;

for循环

在C#中，for循环与C/C++没有什么区别。当你明确知道需要执行多少次，或者需要一个索引变量时，for 是首选。

cs 复制代码

for (初始化; 条件; 迭代) 
{
    // 循环体
}

遍历数组/列表的经典用法：

cs 复制代码

GameObject[] enemies = GameObject.FindGameObjectsWithTag("Enemy");
for (int i = 0; i < enemies.Length; i++) 
{
    enemies[i].GetComponent<Enemy>().TakeDamage(10);
}

倒序循环（从末尾开始，常用于移除元素时避免索引错乱）：

cs 复制代码

for (int i = list.Count - 1; i >= 0; i--) 
{
    if (list[i].IsDead) 
    {
        list.RemoveAt(i); // 倒序移除不会影响未处理元素的索引
    }
}

注意：不要在 for 的循环体内增删正被遍历的集合，否则会导致异常或跳过元素，倒序是解决方案之一。

while循环

当你事先不知道循环次数，只在满足某个条件时一直循环，用 while。

cs 复制代码

while (条件) 
{
    // 循环体
}

Unity 协程中的动画等待：

cs 复制代码

IEnumerator FadeOut(CanvasGroup group, float duration) 
{
    float elapsed = 0f;
    while (elapsed < duration) 
    {
        elapsed += Time.deltaTime;
        group.alpha = Mathf.Lerp(1f, 0f, elapsed / duration);
        yield return null; // 每帧循环一次
    }
}

注意：务必确保循环条件最终会变为 false，否则死循环会让 Unity 编辑器直接卡死。你只能通过任务管理器强退。

do-while循环

循环体先执行一遍，然后再检查条件。用在"无论条件如何，至少要先做一次"的场景，比如游戏里"先扣血，再检查是否死亡"。

cs 复制代码

int hp = 100;
do 
{
    hp -= 15;
    Debug.Log("受到15点伤害，剩余:" + hp);
} while (hp > 0);
// 即使初始hp就≤0，也会先执行一次扣血再判断

在 Unity 游戏逻辑中用得相对少一些，但在输入验证、流程确保一次执行时有它的价值。

foreach循环

foreach 能极为简洁地遍历集合或数组。

cs 复制代码

List<Enemy> enemies = GetAllEnemies();
foreach (Enemy enemy in enemies) 
{
    enemy.TakeDamage(5);
}

优点：没有索引变量，代码干净，不会越界。
Unity 中的重大陷阱 ：在 Unity 中，普通的 foreach 遍历 List、Dictionary 等会在堆上分配一个小的枚举器对象 ，如果放在每帧执行的 Update 里，会产生大量垃圾内存，导致 GC（垃圾回收）造成卡顿。

规避方案：

对 List 使用 for 代替：这是最简单、最高效的方法。
对 Array 使用 foreach 是安全的 ：C# 编译器对数组的 foreach 做了优化，不会产生堆分配。
使用非分配型的集合 ：如 C# 新增的 Span<T> 或第三方库的 FastList。
如果必须用 foreach 且不是数组 ，尽量避免在 Update、FixedUpdate 等高频方法中使用。

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封面图自取：