Инструкции

Большинство видов инструкций в Java и C# являются общими и заимствованы из языка C. В обоих языках есть понятие блока — набора инструкций, заключенного в фигурные скобки.

Пустая инструкция ; допускается в обоих языках.
Декларации локальных переменных устроены совершенно одинаково — указывается тип переменной, затем ее идентификатор, а затем, возможно, инициализация.

Инициализировать переменную можно каким-то значением ее типа. Использование неинициализированных переменных во многих случаях определяется компилятором и считается ошибкой (но не всегда). Однако даже при отсутствии инициализации переменной, ей все равно будет присвоено значение по умолчанию для данного типа.

Массивы могут быть инициализированы с помощью специальных выражений, перечисляющих значения элементов массива, например
int[][] array = new int[][]{{0, 1}, {2, 3, 4}}; Ag
Инструкция может быть помечена с помощью метки, которая стоит перед самой инструкцией и отделяется от нее с помощью двоеточия.
Инструкция может быть построена добавлением точки с запятой в конец выражения определенного вида. Такое выражение должно быть одним из следующих:
- присваиванием;
- выражением, в котором последним оператором было уменьшение или увеличение на единицу (++, --), все равно, префиксное или постфиксное;
- вызовом метода в объекте или классе (в C# — еще и вызовом делегата);
- созданием нового объекта.
Условная инструкция имеет вид

if(expression) statement Ag

или
if(expression) statement else statement1 Ag

где expression — выражение логического типа (или приводящегося к логическому), а statement и statement1 — инструкции.

Инструкция выбора имеет вид

switch(expression) { … } Ag

Внутри ее блока различные варианты действий для различных значений выражения expression описываются с помощью списков инструкций, помеченных либо меткой case с возможным значением выражения, либо меткой default. Группа инструкций, помеченная default, выполняется, если значение выражения выбора не совпало ни с одним из значений, указанных в метках case.
Один набор инструкций может быть помечен несколькими метками. Наборы инструкций могут отделяться друг от друга инструкциями break;

Тип expression может быть целочисленным или приводящимся к нему, либо перечислимым типом. В C# допускается использование для выбора выражений типа string.

Значения, которые используются в метках case, должны быть константными выражениями.

В Java группа инструкций для одного значения может оканчиваться инструкцией break, а может и не оканчиваться. Во втором случае после ее выполнения управление переходит на следующую группу инструкций.

В C# группа инструкций для одного значения (включая и группу, помеченную default) всегда должна оканчиваться либо break, либо goto default, либо goto case value с каким-то из значений, указанных в рамках той же инструкции выбора.

public class A { public static void main(String[] args) { if(args.length > 0) { int n = Integer.parseInt(args[0]); switch(n) { case 0: System.out.println("n = 0");

case 1: System.out.println ("n = 0 or n = 1"); break; case 2:case 3: System.out.println ("n = 2 or n = 3"); break; default: System.out.println ("n is out of [0..3]");

} } else System.out.println("No arguments"); } }

using System;

public class A { public static void Main(string[] args) { if(args.Length > 0) { int n = Int32.Parse(args[0]); switch(n) { case 0: Console.WriteLine("n = 0"); goto case 1; case 1: Console.WriteLine ("n = 0 or n = 1"); break; case 2:case 3: Console.WriteLine ("n = 2 or n = 3"); break; default: Console.WriteLine ("n is out of [0..3]"); break; } } else Console.WriteLine("No arguments"); } }

Циклы while и do в обоих языках устроены одинаково:

while(expression) statement Ag do statement while(expression); Ag

Здесь expression — логическое выражение, условие цикла, statement — тело цикла. Правила выполнения этих циклов фактически заимствованы из языка C. Первый на каждой итерации проверяет условие и, если оно выполнено, выполняет свое тело, а если нет — передает управление дальше.

Второй цикл сначала выполняет свое тело, а потом проверяет условие.

Цикл for в обоих языках заимствован из языка C.

for(A; B; C) statement Ag

выполняется практически как

A; while(B) { statement C; } Ag

Любой из элементов A, B, C может отсутствовать, B должно быть выражением логического типа (при отсутствии оно заменяется на true), A и С должны быть наборами выражений (A может включать и декларации переменных), разделенных запятыми.

Помимо обычного for, в обоих языках имеется специальная конструкция для цикла, перебирающего элементы коллекции.

В Java синтаксис цикла перебора элементов коллекции такой: for ( finalopt type id : expression ) statement При этом выражение expression должно иметь тип java.lang.Iterable или тип массива. В первом случае такой цикл эквивалентен следующему (T далее обозначает тип результат метода iterator() у expression, v — нигде не используемое имя). for(T v = expression.iterator(); v.hasNext(); ) { finalopt type id = v.next(); statement } Во втором случае, когда expression — массив типа T[], эта конструкция эквивалентна следующей (a, i — нигде не используемые имена) T[] a = expression; for(int i = 0; i < a.length; i++) { finalopt type id = v.next(); statement }	В C# синтаксис цикла перебора элементов коллекции такой: foreach ( type id in expression ) statement Выражение expression должно быть массивом, или иметь тип System.Collections.IEnumerable или System.Collections.Generic.IEnumerable <T>, или же его тип должен иметь метод GetEnumerator(), результат которого, в свою очередь, должен иметь свойство Current и метод MoveNext(). Тип результата метода GetEnumerator() во всех случаях, кроме массива, называется типом итератора (enumerator type). Тип свойства Current, которое имеется у типа итератора, должен совпадать с type. Пусть тип итератора E, а e — неиспользуемое имя. Тогда приведенная конструкция, с точностью до некоторых деталей, эквивалентна следующей. E e = expression.GetEnumerator(); while(e.MoveNext()) { type id = (type)e.Current; statement } Опущенные детали касаются освобождения ресурсов, используемых итератором (см. далее описание инструкции using).
Пример использования перебора элементов коллекции:	Пример использования перебора элементов коллекции:
public class A { public static void main(String[] args) { int i = 1; for(String s : args) System.out.println((i++) + "-th argument is " + s); } }	using System; public class A { public static void Main(string[] args) { int i = 1; foreach (string s in args) Console.WriteLine((i++) + "-th argument is " + s); } }

Инструкции прерывания break и continue также заимствованы из C.

Инструкция break прерывает выполнение самого маленького содержащего ее цикла и передает управление первой инструкции после него. Инструкция continue прерывает выполнение текущей итерации и переходит к следующей, если она имеется (т.е. условие цикла выполнено в сложившейся ситуации), иначе тоже выводит цикл.

При выходе с помощью break или continue за пределы блока try (см. ниже) или блока catch, у которых имеется соответствующий блок finally, сначала выполняется содержимое этого блока finally.

В Java инструкция break используется для прерывания выполнения не только циклов, но и обычных блоков (наборов инструкций, заключенных в фигурные скобки).

Более того, после break (или continue) может стоять метка. Тогда прерывается выполнение того блока/цикла (или же начинается новая итерация того цикла), который помечен этой меткой. Этот блок (или цикл) должен содержать такую инструкцию внутри себя.

Инструкция возврата управления return используется для возврата управления из операции (метода, оператора, метода доступа к свойству и пр., см. далее). Если операция должна вернуть значение некоторого типа, после return должно стоять выражение этого же типа.
Инструкция создания исключительной ситуации throw используется для выброса исключительной ситуации. При этом после throw должно идти выражение, имеющее тип исключения.

Исключение (exception) представляет собой объект, содержащий информацию о какой-то особой (исключительной) ситуации, в которой операция не может вернуть обычный результат. Вместо обычного результата из нее возвращается объект-исключение — при этом говорят, что исключение было выброшено из операции. Механизм этого возвращения несколько отличается от механизма возвращения обычного результата, и обработка исключений оформляется иначе (см. следующий вид инструкций), чем обработка обычных результатов работы операции.
Исключения в обоих языках относятся к особым типам — классам исключений.

Только объекты таких классов могут быть выброшены в качестве исключений. Классами исключений являются все наследники классов java.lang.Throwable в Java и System.Exception в C#.
Объекты-исключения содержат, как минимум, следующую информацию.
- Сообщение о возникшей ситуации (его должен определить автор кода операции, выбрасывающей это исключение).
  
  В Java это сообщение можно получить с помощью метода String getMessage(), а в C# — с помощью свойства string Message.
- Иногда возникают цепочки "наведенных" исключений, если обработка одного вызывает выброс другого. Каждый объект-исключение содержит ссылку на другое исключение, непосредственно вызвавшее это. Если данное исключение не вызвано никаким другим, эта ссылка равна null.
  
  В Java эту ссылку можно получить с помощью метода Throwable getCause(), а в C# — с помощью свойства System.Exception.InnerException.
- Для описания ситуации, в которой возникло исключение, используется состояние стека исполнения программы — список методов, которые вызывали друг друга перед этим, и указание на место в коде каждого такого метода. Это место обозначает место вызова следующего метода по стеку или, если это самый последний метод, то место, где и возникло исключение. Обычно указывается номер строки, но иногда он недоступен, если соответствующий метод присутствует в системе только в скомпилированном виде или является внешним для Java-машины.
  
  Информация о состоянии стека на момент возникновения исключения, как и его сообщение, автоматически выводится в поток сообщений об ошибках, если это исключение остается необработанным в программе.
  
  В Java состояние стека для данного исключения можно получить с помощью метода StackTraceElement[] getStackTrace(), возвращающего массив элементов стека. Каждый такой элемент несет информацию о файле (String getFileName()), классе (String getClassName()) и методе (String getMethodName()), а также о номере строки (int getLineNumber()).
  
  В C# можно сразу получить полное описание состояния стека в виде одной строки с помощью свойства string StackTrace.
Блок обработки исключительных ситуаций выглядит так:

try { statements } Ag catch ( type_1 e_1 ) { statements_1 } Ag … Ag catch ( type_n e_n ) { statements_n } Ag finally { statements_f } Ag

Если во время выполнения одной из инструкций в блоке, следующем за try, возникает исключение, управление передается на первый блок catch, обрабатывающий исключения такого же или более широкого типа. Если подходящих блоков catch нет, выполняется блок finally и исключение выбрасывается дальше.

Блок finally выполняется всегда — сразу после блока try, если исключения не возникло, или сразу после обрабатывавшего исключение блока catch, даже если он выбросил новое исключение.

В этой конструкции могут отсутствовать блоки catch или блок finally, но не то и другое одновременно. В C# разрешается опускать имя объекта-исключения в catch, если он не используется при обработке соответствующей исключительной ситуации.

public class A { public static void main(String[] args) { try { if(args.length > 0) System.out.println ("Some arguments are specified"); else throw new IllegalArgumentException ("No arguments specified"); } catch(RuntimeException e) { System.out.println ("Exception caught"); System.out.println ("Exception type is " + e.getClass().getName()); System.out.println ("Exception message is \"" + e.getMessage() + "\""); } finally { System.out.println ("Performing finalization"); } } }	using System; public class A { public static void Main(string[] args) { try { if(args.Length > 0) Console.WriteLine ("Some arguments are specified"); else throw new ArgumentException ("No arguments specified"); } catch(Exception e) { Console.WriteLine ("Exception caught"); Console.WriteLine ("Exception type is " + e.GetType().FullName); Console.WriteLine ("Exception message is \"" + e.Message + "\""); } finally { Console.WriteLine ("Performing finalization"); } } }
В Java, начиная с версии 1.4, появилась инструкция assert, предназначенная для выдачи отладочных сообщений. Эта инструкция имеет один из двух видов: assert expression ; assert expression : expression_s ; Выражение expression должно иметь логический тип, а выражение expression_s — произвольный. Проверка таких утверждений может быть выключена. Тогда эта инструкция ничего не делает, и значения входящих в нее выражений не вычисляются. Если проверка утверждений включена, то вычисляется значение expression. Если оно равно true, управление переходит дальше, иначе в обоих случаях выбрасывается исключение java.lang.AssertionError. Во втором случае еще до выброса исключения вычисляется значение выражения expression_s, оно преобразуется в строку и записывается в качестве сообщения в создаваемое исключение.
	В C# имеется возможность использовать инструкцию goto. Эта инструкция передает управления на инструкцию, помеченную меткой, которая следует за goto. Как мы уже видели, помимо обычных меток, в goto могут использоваться метки case вместе со значениями и метка default. В этих случаях инструкция goto должна находиться внутри блока switch, в котором имеются эти метки. При выходе с помощью goto из блока try или блока catch, у которых имеется соответствующий блок finally, сначала выполняется содержимое этого блока finally.
	Ключевые слова checked и unchecked в C# могут помечать блок, определяя тем самым контекст вычислений в рамках этого блока (см. раздел о целочисленных типах).
	Инструкция using может быть использована в C#, чтобы выполнить действия, требующие захвата каких-либо ресурсов, без необходимости заботиться потом об их освобождении. Эта инструкция имеет вид: using ( expression ) statement или using ( declaration ) statement где declaration — это декларация одной или нескольких переменных. Первый вид этой инструкции сводится ко второму — если тип используемого выражения T, и имя v нигде не используется, то он эквивалентен using ( T v = expression ) statement Эта конструкция, в свою очередь, эквивалентна следующей. { T v = expression; try { statement } finally { disposal } } Здесь disposal представляет вызов метода Dispose(), который должен быть у типа T, с возможной предварительной проверкой того, что переменная v не равна null, и приведением ее к типу System.IDisposable, если T является его подтипом.
	В версии 2.0 в C# введены две инструкции yield, предназначенные для более удобного построения итераторов. Блок, содержащий инструкцию yield, называется итерационным (iterator block) и может быть телом метода, оператора или метода доступа к свойству и не должен быть блоком finally, catch или блоком try, у которого есть соответствующие catch-блоки. Этот блок порождает последовательность значений одного типа. Сам метод или оператор должен возвращать объект одного из четырех типов: System.Collections.IEnumerable, System.Collections.IEnumerator, System.Collections.Generic.IEnumerable <T>, System.Collections.Generic.IEnumerator <T>. В первых двух случаях порождаются объекты типа object, во вторых двух — значения типа T. Для возвращения одного из этой последовательности значений используется инструкция yield return expression; Выражение в ней должно иметь соответствующий тип, object или T. Для указания на то, что порождаемая итерационным блоком последовательность значений завершилась, используется инструкция yield break; Пример реализации итератора коллекции с использованием yield приведен ниже.
	using System; public class MyArrayList<T> { T[] items = new T[10]; int size = 0; public int Count { get { return size; } } public T this[int i] { get { if(i < 0 \|\| i >= size) throw new IndexOutOfRangeException(); else return items[i]; } set { if(i < 0 \|\| i > size) throw new IndexOutOfRangeException(); else if (i == size) { T[] newItems = new T[size + 10]; Array.Copy (items, newItems, size++); } items[i] = value; } } public IEnumerator<T> GetEnumerator () { for(int i = 0; i < size; i++) yield return items[i]; } } public class A { public static void Main() { MyArrayList<string> l = new MyArrayList<string>(); l[0] = "First"; l[1] = "Second"; l[2] = "Third"; foreach (string s in l) Console.WriteLine(s); } }

Инструкции обоих языков, предназначенные для синхронизации работы нескольких потоков, рассматриваются в следующей лекции, в разделе, посвященном разработке многопоточных программ.

Содержание раздела