Estrutura de repetição I - Laço for

Na aula de hoje nós falaremos sobre repetições no código.
O que você faria se lhe fosse solicitado que mostrasse na tela os números de 0 à 100 em C#? Certamente poderia pensar em utilizar o Console.WriteLine para imprimir todos esses números, algo como isto:

A saída de console seria esta:

Neste exemplo, os resultados mostrados foram apenas de 0 à 10, e eu posso afirmar que já foi um pouco trabalhoso escrever cada um desses números em console, imagine se fosse realmente de 0 à 100...
Mas, se repetir um código manualmente é algo trabalhoso e desinteressante, o que podemos fazer quando devemos lidar com tais situações?
Nestes casos, as linguagens de programação de alto nível (incluindo-se C#) possuem estruturas de repetições que podem repetir uma parte específica do código, sem que você precise fazer isso manualmente.

O que é estrutura de repetição?
Uma estrutura de repetição (também chamada de "loop", "ciclo" ou "laço") é um "mecanismo" muito útil e especial em C# e em outras linguagens também.
Elas tem a função de repetir um trecho do seu código quantas vezes forem necessárias, ou até que alguma condição seja satisfeita, evitando assim, que você tenha que criar essas repetições manualmente, o que tornaria o código mais extenso, e obviamente lhe daria mais trabalho.
Ao longo de nossas aulas, eu vou comentar a respeito sobre os vários tipos de laços de repetições que são utilizados em C#, porém, esta aula em específico é voltada para uma estrutura em especial chamada "laço for".

Sintaxe de "for":
Em algoritmos, o laço 'for' é chamado de 'para...faca', ou seja, para uma quantidade de vezes faça algo.
Voltemos ao exemplo dos números de 0 à 100 que devem ser mostrados na tela.

Já que queremos mostrar números de 0 à 100, concorda que teríamos uma repetição dessa exibição 101 vezes? Claro, pois, incluindo o 0 temos 101 números a serem mostrados.

A sintaxe do laço for é a seguinte:

1) Primeiro você inclui a palavra-reservada dessa estrutura, ou seja, "for".

2) Após isso, você abrirá um parênteses, assim como faz nas estruturas de decisão.

3) Agora dentro dos parênteses vai colocar três informações para este laço, separados por ponto e vírgula(;):

A) Criar uma variável do tipo numérico que indica onde o laço inicia, ou seja, no caso deste exemplo, no zero. Esta variável é do tipo inteiro e tem o nome de "contador".

Ela será responsável por contar dentro do laço, quantas vezes ele deve repetir o trecho de código indicado.

B) Até quando o laço vai repetir: Neste momento criamos uma validação que irá checar até onde este laço pode repetir.

No caso de exemplo, o "contador" está indicado que vai repetir o laço até que ele tenha valor igual ou menor a 100, ou seja, ele vai ficar repetindo o que você desejar, até que este contador chegue a valer 100 ou menos.

Esta validação no momento de criação do laço 'for' precisa estar sempre escrita corretamente.

C) Incremento: Por fim, deve-se indicar o incremento do contador, ou seja, sua "atualização".

Dizer que "contador = contador + 1" é o mesmo que dizer: "A variável 'contador' vai receber o valor já existente dentro dela, mais uma unidade".

Isso fará com que à cada momento, esta variável "contador" receberá ao seu valor +1, ou seja, se por exemplo ela estiver igual a 3, quando receber seu incremento, ficará igual a 4, e assim sucessivamente.

Você pode escrever o seu incremento de uma forma mais compacta como por exemplo:

Neste exemplo, estamos fazendo com que à cada momento, a variável "contador" receba um incremento de 2, logo, se esta variável estiver valendo 6, após o incremento, passará a valer 8.

Caso queira que seu contador apenas receba o incremento de um em um (o que ocorre normalmente), você pode escrever de uma forma mais compacta ainda:

Essa é a forma mais comum de escrever o incremento, é como se estivesse usando: "contador = contador + 1" ou "contador+=1", só que de uma forma mais compacta e rápida.

4) Após incluir as informações da onde o laço se inicia, até onde ele vai, e qual seu valor de incremento, feche o parênteses.

5) Após os parênteses, abra a chave da estrutura para iniciar seu bloco. Para fechá-la, use a chave fechada, assim como em estruturas de decisões.

O laço funcionando:

Agora que já sabe como definir um contador, vamos colocar em prática o exemplo dos números na tela.

Para fazer tal código funcionar, você deve ter algo dessa forma:

Veja que o resultado da saída em console será essa:

Se rolar o mouse nesta janela de depuração, verá que você terá os números e 0 à 100 todos escritos em sua tela, apenas escrevendo duas linhas de código, sem ter que escrever cada número separadamente.

Mas vamos entender o que ocorreu aqui:

Primeiro nós definimos um laço com o contador em inteiro, iniciando em zero, colocamos também uma validação que permite que o laço se repita somente enquanto o valor de ''contador'' seja igual ou menor que 100, deixando também seu incremento aumentar de um em um.

Dentro do laço, colocamos para repetir o seguinte comando: Console.WriteLine(contador); ou seja, estamos exibindo o valor de "contador".

Perceba que num primeiro momento, contador inicia em zero, e então ele entra no laço e exibe "contador" que até então é zero, ou seja, é impresso na tela o valor zero. Após isso, o contador recebe um incremento, ou seja, ele deixa de valer 0 e passa a valer 1.

Depois disso é verificado se o contador é menor ou igual a 100 pela validação no laço. Como 1 é menor que 100, o laço se repete e exiba novamente "contador" que agora não é mais 0 e sim 1, logo, é mostrado na tela o valor 1. Agora "contador" recebe novamente um incremento e passa a valer 2. É realizado novamente a verificação, se conclui que 2 é menor que 100 e exibi-se novamente "contador", ou seja, 2. De novo recebe-se o incremento e "contador" agora vale 3.

E assim vai se repetindo o laço: Toda vez que é validado que "contador" é menor que 100, ele entra dentro da estrutura e executa o que há lá dentro, que no caso é o console.writeline exibindo o valor deste "contador".

O laço pára de repetir quando o "contador" está igual a 100 e recebe um incremento. Quando faz a validação, o código identifica que agora "contador" está igual a 101 e que não é menor ou igual a 100, logo, ele pára de executar o que há dentro deste laço e vai até a linha de baixo, onde encontra o Console.ReadKey();

Você pode realizar o seguinte teste:

Inicie o contador no 1 e coloque seu limite menor ou igual a 200, com incremento de um em um.

Fora do laço de repetição, coloque a mensagem "Fim do laço":

Veja que ao rodar o debug, você tem na tela valores de 1 à 200 (agora não mais o zero, pois a variável "contador" inicia em 1) e após o número 200 você tem a mensagem de final de laço:

Isso significa que você deve colocar tudo o que deseja repetir no laço entre as chaves: { } e o que deseja executar que não faz parte da repetição, deve estar fora dessas chaves.

Você também pode fazer outros testes para ver o funcionamento deste laço, como por exemplo, num sentido inverso, exibir os números de 0 à -100 (números negativos).
Para isso, basta realizar um decremento no laço, ou seja, ao invés de aumentar de um em um, você diminui:

O resultado será este:

Outros exemplos:
Para demonstrar mais algumas utilidades do laço for, vamos imaginar que você queria exibir ao usuário a tabuada de zero à 10 de algum número que ele informar.
Por exemplo, se ele informar o número 3, vai aparecer na tela:

3x0 = 0
3x1 = 3
3x2 = 6
3x3 = 9
3x4 = 12 e assim vai até 3x10...

Ao invés de realizar as multiplicações manualmente uma por uma com o número que o usuário informou, você pode usar o laço for para isto:

Primeiro pedimos para que o usuário informasse um número, e então colocamos este número na variável "numeroInformado".
Após isso inicia um laço "for" do zero, que vai até 10 e recebe um incremento de um em um.
Dentro esse laço nós temos uma variável chamada "resultado" que recebe a multiplicação do número informado pelo usuário e o contador, ou seja, se o usuário informou o número 2, por exemplo, numeroInformado é 2, e se o contador inicia no zero teremos o seguinte: 2*0 que é 0, logo, "resultado" vai estar igual a 0 e iremos exibir isto na linha de baixo, através do Console.WriteLine
Depois de receber o incremento, "contador" vai ficar igual a 1 e teremos, 2*1, depois disso, "contador" passa a valer 2, e teremos 2*2, e assim sucessivamente.

Veja a saída deste teste:

Outro exemplo: Exibir na tela apenas os números múltiplos de 10, entre os números 99 e 1000.

Para saber se um número é múltiplo de outro, divida esse número pelo número que você deseja que seja múltiplo, e se o resto dessa divisão for 0, então são múltiplos.

Neste caso, vamos dividir os números do contador por 10, e para acessar seu resto, basta utilizar o módulo (%). Caso o valor do contador seja múltiplo de 10, exibiremos este valor na tela, ou seja, devemos realizar uma validação dentro do laço:

A saída será esta:

Note que mesmo o contador ter iniciado em 99, ele não aparece na tela? Isso porque 99 não é múltiplo de 10, assim como os outros números que não apareceram aqui.

O contador como índice:
Normalmente utilizamos laços de repetições como índices de coleções, fazendo com que os mesmos percorram toda a coleção a fim de ler seu conteúdo ou manipular o mesmo. (Irei explicar sobre coleções em aulas futuras).
Por conta disso, normalmente você verá por aí a variável "contador" com o nome de "i" simplesmente, que significa "index" ou mesmo "índice":

Aqui por exemplo, estamos exibindo na tela os números de 1 à 50.

Finalização:
Aqui termina mais uma aula do blog, onde foi explicado como e onde utilizar o laço de repetição "for".
Normalmente você o utiliza quando sabe ou tem uma noção de quantas vezes vai querer repetir um trecho de código, mas e no caso dessa repetição não ser pré-determinada, no caso da mesma ter que se repetir num número variável de vezes? Bem, nesta situação o laço for não é o mais recomendável, por isso temos outras estruturas de repetições para outros casos específicos, só que isto é um assunto para a próxima aula, então... Até a próxima.