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04_运算符与流程控制

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04 运算符与流程控制

有了变量与类型，下一步是让程序「会判断、会重复」。本章把 Dart 的运算符与 C 逐一对齐，标出必须重新记忆的差异；然后讲分支与循环，重点放在 Dart 3 的 switch 表达式与模式匹配——这是 Dart 从「类 Java 语言」进化为现代语言的关键一步。断言 assert 也在本章收尾，它是开发期最便宜的自检手段。

一、运算符总览

1.1 算术与关系

运算符含义与 C 的差异
+ - *加减乘相同
/除法7 / 2 得 3.5，永远返回 double
~/整数除法C 没有，对应 C 的 7 / 2
%取余double 也能取余，C 需要 fmod
== !=相等 / 不等字符串比较内容，不是指针
> < >= <=大小比较可用于 num、String、DateTime

1.2 逻辑、位与类型测试

运算符含义与 C 的差异
&& || !逻辑与 / 或 / 非操作数必须是 bool，有短路求值
& | ^ ~按位与 / 或 / 异或 / 取反^ 对 bool 也表示逻辑异或
<< >>左移 / 算术右移相同
>>>无符号右移C 没有独立运算符，靠无符号类型
is / is!类型测试C 无对应，返回 bool
as类型转换失败抛 TypeError，不是未定义行为

1.3 赋值、条件与级联

运算符含义说明
= 与复合赋值+= -= *= /= ~/= %= <<= >>= >>>= &= |= ^=/= 结果可能是 double
? :三目条件条件必须是 bool
??空合并：左边为 null 时取右边C 没有
??=左边为 null 时才赋值C 没有
..级联：对同一对象连续操作C 没有
++ --自增 / 自减有前后缀，建议只作为独立语句

二、与 C 的运算符差异详解

2.1 自增自减：能用但别炫技

void main() {
  var i = 0;
  i++;              // 推荐：独立语句
  print(i);         // 1
 
  var a = 5;
  print('${a++} ${++a}');   // 5 7：后缀返回旧值，前缀返回新值
  // Dart 求值顺序明确（从左到右），不存在 C 的未定义行为；
  // 但把自增嵌进复杂表达式可读性差，官方风格建议写 i += 1。
}

2.2 整除、取余与移位

void main() {
  print('${7 ~/ 2} ${-7 ~/ 2} ${7 % -3}');   // 3 -3 1：整除向零截断，余数跟随被除数
  print('${-8 >>> 1} ${-8 >> 1} ${~5}');     // 9223372036854775804 -4 -6：无符号/算术右移与取反
}

2.3 字符串比较与空感知

C 用 strcmp(a, b) == 0 判断字符串相等，Dart 直接用 ==：

需求CDart
内容相等strcmp(a, b) == 0a == b
字典序strcmp(a, b)a.compareTo(b)
指针相等a == bidentical(a, b)（语义不同，慎用）
class User {
  String? name;
  void say() => print('我是 $name');
}
 
void main() {
  final a = 'hello', b = 'hel' 'lo';
  print('${a == b} ${a.compareTo('world') < 0}');   // true true：比内容、比字典序
 
  User? u;
  print(u?.name);                // null：u 为 null 时不继续访问
  print(u?.name ?? '匿名');       // 匿名：空合并提供默认值
 
  String? city;
  city ??= '北京';                // 为 null 才赋值
  print(city);                   // 北京
 
  // 级联运算符：连续操作同一对象，等价 C 中对同一结构体反复赋值
  final user = User()..name = '小明'..say();   // 我是 小明
}

空感知运算符的完整语义在 08 空安全 展开，本章先会读、会写简单场景。

三、运算符优先级

从高到低（只列常用项）：

级别运算符结合性
1() [] . ?. !（后缀）左
2-x !x ~x ++x --x右
3* / ~/ %左
4+ -左
5<< >> >>> & ^ |左
6is as左
7== != > < >= <=左
8&&左
9||左
10??左
11? :右
12.. 级联左
13= 及复合赋值右

与 C 几乎一致，需要留心的是 ?? 的级别低于 ||，级联 .. 的优先级极低。不确定就加括号。

四、if / else

语法与 C 一致，唯一的硬性差异是条件必须是 bool：

import 'dart:io';
 
void main() {
  final score = int.parse(stdin.readLineSync()!.trim());
 
  if (score >= 90) {
    print('优秀');
  } else if (score >= 60) {
    print('及格');
  } else {
    print('不及格');
  }
 
  print(score >= 60 ? '通过' : '未通过');   // 三目运算符，对应 C 的 ?:
}
维度CDart
条件类型任意标量，非 0 即真必须 bool
if (x = 1)合法但通常是 bug编译错误（int 不是 bool）
大括号可选可选，风格建议保留
else if支持支持

五、switch：从传统写法到 Dart 3 模式匹配

5.1 传统 switch：不穿透，break 可省

Dart 的 switch 与 C 有一处根本差异：非空 case 执行完自动结束，不会像 C 那样穿透。空 case 则向下合并。

String gradeOf(int score) {
  switch (score ~/ 10) {
    case 10:
    case 9:
      return '优秀';      // 空 case 合并
    case 8:
      return '良好';
    case 7:
    case 6:
      return '及格';
    default:
      return '不及格';
  }
}
 
void main() {
  print(gradeOf(95));   // 优秀
  print(gradeOf(72));   // 及格
}
维度CDart
穿透默认穿透，靠 break 阻止默认不穿透，空 case 才合并
break必须可省略
匹配类型只能是整数整数、字符串、枚举、对象、模式
跳转到其他 casegoto带标签的 continue

5.2 Dart 3 switch 表达式

switch 可以直接作为表达式返回值，配合模式匹配大幅简化代码：

String describe(num x) => switch (x) {
  0 => '零',
  1 || 2 => '小数字',        // 或模式
  > 100 => '大数字',         // 关系模式
  _ => '其他',               // 通配模式，等价 default
};
 
void main() {
  print('${describe(0)} ${describe(2)} ${describe(200)} ${describe(50)}');
  // 零 小数字 大数字 其他
}
flowchart TD
    A["输入 x"] --> B{"匹配 0?"}
    B -->|是| C["返回 零"]
    B -->|否| D{"匹配 1 或 2?"}
    D -->|是| E["返回 小数字"]
    D -->|否| F{"x > 100?"}
    F -->|是| G["返回 大数字"]
    F -->|否| H["通配 _：返回 其他"]

switch 表达式必须穷尽所有情况：要么覆盖所有可能值，要么有 _ 兜底。这是模式匹配配合 sealed class 做到「编译器保证不漏分支」的基础，详见 07 面向对象。

5.3 守卫与解构

String classify(Object? value) => switch (value) {
  null => '空值',
  int n when n < 0 => '负整数 $n',      // when 守卫
  int n => '整数 $n',
  (int a, int b) => '坐标 ($a, $b)',    // 记录解构（Dart 3）
  List list when list.isEmpty => '空列表',
  _ => '其他类型',
};
 
void main() {
  print(classify(null));        // 空值
  print(classify(-5));          // 负整数 -5
  print('${classify((1, 2))} / ${classify(<int>[])}');   // 坐标 (1, 2) / 空列表
}

六、循环

6.1 四种循环

void main() {
  // 1. C 风格 for
  for (var i = 0; i < 3; i++) {
    print('for: $i');
  }
 
  // 2. for-in：遍历可迭代对象
  for (final name in ['A', 'B', 'C']) {
    print('for-in: $name');
  }
 
  // 3. while：条件先判断
  var n = 3;
  while (n > 0) { print('while: $n'); n--; }
 
  // 4. do-while：至少执行一次
  var m = 0;
  do { print('do-while: $m'); m++; } while (m < 1);
 
  // 5. for 的初始化与更新部分支持逗号分隔多个表达式
  //    （注意：Dart 没有通用的逗号运算符）
  for (var i = 0, j = 3; i < 3; i++, j--) {
    print('i=$i j=$j');
  }
}
循环CDart
for (i=0; i<n; i++)支持支持
多个初始化变量支持支持 var i = 0, j = 1
多个更新表达式逗号运算符for 更新部分支持逗号
for-inC 无（C++11 有范围 for）支持，遍历 Iterable
while / do-while支持支持

6.2 break / continue / 标签

void main() {
  for (var i = 0; i < 10; i++) {
    if (i == 3) break;        // 终止整个循环
    print('break: $i');       // 0 1 2
  }
 
  for (var i = 0; i < 5; i++) {
    if (i.isEven) continue;   // 跳过本次迭代
    print('continue: $i');    // 1 3
  }
  // 标签：一次跳出多层循环，C 需要 goto 或标志变量
  outer:
  for (var i = 0; i < 3; i++) {
    for (var j = 0; j < 3; j++) {
      if (i == 1 && j == 1) break outer;
      print('$i,$j');         // 0,0 0,1 0,2 1,0
    }
  }
}
维度CDart
跳出单层breakbreak
跳出多层goto 或标志变量break 标签
跳到下一次外层迭代标志变量continue 标签
任意跳转goto不存在，只有循环标签

七、assert 断言

assert 用于开发期检查「不可能发生」的条件，生产环境默认关闭：

int divide(int a, int b) {
  assert(b != 0, '除数不能为 0，实际收到 b=$b');
  return a ~/ b;
}
 
void main() {
  print(divide(10, 2));   // 5
  // divide(1, 0);        // 开启断言时抛出 AssertionError，附带自定义消息
}
dart --enable-asserts run main.dart             # 运行期开启断言
dart compile exe main.dart --enable-asserts     # 编译产物也开启
维度C assert.hDart assert
语法assert(cond)assert(cond, '消息')
关闭方式定义 NDEBUG 宏默认就关闭，需显式开启
失败行为打印位置后 abort()抛 AssertionError，可被捕获
自定义消息C11 起不支持支持
Flutter不适用debug 默认开启，release 关闭

常见坑

  1. 浮点相等比较：0.1 + 0.2 == 0.3 为 false，应比较差值是否小于误差，或先整数化
  2. 整数除法写错运算符：想要整除必须 ~/，/ 永远返回 double
  3. switch 非空 case 误以为会穿透：Dart 不穿透；需要合并时把 case 留空
  4. switch 表达式未穷尽：没有 _ 兜底且未覆盖全部可能值会编译失败，这是特性不是 bug
  5. && 与 & 混用、在普通表达式里用逗号：前者逻辑与有短路而 & 是按位与；Dart 没有通用逗号运算符，只有 for 的特定位置支持
  6. assert 依赖成生产逻辑：assert 默认关闭，业务校验必须用异常而非断言
  7. 标签命名与变量冲突：标签名不能与作用域内已有标识符重名

本章小结

  • Dart 运算符与 C 高度重合，必须重新记的差异：~/ 整除、% 支持浮点、>>> 无符号右移、字符串 == 比内容
  • Dart 没有通用逗号运算符，但 for 的初始化与更新部分支持逗号分隔
  • 条件必须是 bool，没有 truthy/falsy，if (x = 1) 在编译期就被拒绝
  • switch 默认不穿透，break 可省略；空 case 自动合并；用标签 continue 显式跳转
  • Dart 3 的 switch 表达式支持或模式、关系模式、守卫 when、记录解构，且必须穷尽
  • 循环四种：for、for-in、while、do-while；标签可一次跳出多层
  • assert 默认关闭，用 --enable-asserts 开启，Flutter debug 模式自动开启

练习

题号题目链接知识点
P5710数的性质https://www.luogu.com.cn/problem/P5710条件判断、逻辑运算

题目定义两个性质：性质 1 是偶数，性质 2 是大于 4 且不大于 12。要求输出四行，分别表示「两个性质都满足」「至少满足一个」「恰好满足一个」「两个都不满足」，满足输出 1，否则输出 0。要点是用布尔变量保存两个性质，再用 &&、||、异或 ^、! 组合判断。

import 'dart:io';
 
void main() {
  final x = int.parse(stdin.readLineSync()!.trim());
  final p1 = x.isEven;              // 性质1：偶数
  final p2 = x > 4 && x <= 12;      // 性质2：大于4且不大于12
 
  print(p1 && p2 ? 1 : 0);          // 同时满足
  print(p1 || p2 ? 1 : 0);          // 至少满足一个
  print(p1 ^ p2 ? 1 : 0);           // 恰好满足一个
  print(!p1 && !p2 ? 1 : 0);        // 都不满足
}

关系图谱

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