无限范围循环 c#

在进行程序设计时，有时需要实现一种无限循环的逻辑。我们可以使用循环语句的无限循环方式来实现，比如在 C# 中使用 while(true) 或 for(;;) 等方式。但是，这种循环方式可能会导致死循环或者给 CPU 带来极大的负担。在本文中，我们将介绍一种更为优雅的无限范围循环方式：使用 Async 和 await。

异步编程

在 C# 中，Async 和 await 是进行异步编程的基础。异步编程使得应用程序能够在执行耗时操作时不会发生阻塞，而执行其他任务。

异步操作涉及两个关键概念：任务 (Task) 和异步方法 (Async Method)。

任务 (Task)

在 C# 中，Task 类型表示异步操作的执行结果。当一个 Task 完成时，它可以返回一个值或者抛出一个异常。每个 Task 都可以使用 ContinueWith 方法执行任务完成后的后续操作。

public async Task<int> GetLengthAsync(string text)
{
    await Task.Delay(1000); // 模拟一个耗时操作
    return text.Length;
}

var task = GetLengthAsync("hello");
// ... 其他操作
var length = await task; // 等待异步操作完成并获取结果

上面的代码中，我们定义了一个异步方法 GetLengthAsync，它需要 1 秒的时间才能计算出字符串的长度。使用 await 关键字可以使得我们在方法中等待异步操作完成后再继续执行其他任务，task 对象表示异步操作的执行结果。

异步方法 (Async Method)

在 C# 中，异步方法声明时需要在方法签名前加上 async 关键字。异步方法可以包含 await 表达式，这些表达式用于表示某些方法调用是异步的，并需要等待异步操作完成后才能继续执行。

下面的代码展示了一个异步方法的例子：

public async Task<int> SumAsync(int[] nums)
{
    var sum = 0;
    foreach (var num in nums)
    {
        sum += num;
        await Task.Delay(100); // 模拟一个异步操作
    }
    return sum;
}

var task = SumAsync(new int[] {1, 2, 3, 4, 5});
// ... 其他操作
var result = await task; // 等待异步操作完成并获取结果

在这个例子中，我们定义了一个异步方法 SumAsync，它将数组的元素求和，并每隔 100 毫秒暂停一下（为了模拟异步操作）。使用 await 可以标识需要等待异步操作完成后才能继续执行的代码行。

无限范围循环

使用 Async 和 await，我们可以很容易地实现无限范围循环。下面的代码展示了如何使用异步方法、任务、await 和 CancellationToken 来实现无限范围循环：

public static async Task RunWithInfiniteRange(CancellationToken token)
{
    while (!token.IsCancellationRequested)
    {
        // 在这里编写无限循环的逻辑代码
        await Task.Delay(1000); // 等待 1 秒
    }
}

在这个例子中，异步方法 RunWithInfiniteRange 接受一个 CancellationToken 参数。该参数表示循环是否应该停止。在 while 循环内部，我们可以实现任何无限范围循环逻辑。使用 await 关键字来等待完成后继续循环。Task.Delay 方法的作用是使循环暂停 1 秒。

我们可以在任何时候使用 CancellationToken 来停止循环：

var cts = new CancellationTokenSource();
var task = RunWithInfiniteRange(cts.Token);
// ... 其他操作
cts.Cancel(); // 停止循环
await task; // 等待异步操作完成

在上面的代码中，我们创建了一个 CancellationTokenSource 对象，并将其 Token 属性传递给 RunWithInfiniteRange 方法。在需要停止循环时，我们可以调用 Cancel 方法，然后等待循环完成。

总结

使用 Async 和 await，我们可以轻松实现无限范围循环的逻辑，而不会像使用传统的循环语句一样导致死循环或者给 CPU 带来过量的负担。同时，异步编程使得我们可以更好地管理多个异步操作，让应用程序具有更好的响应能力和更好的性能表现。