每个人都知道Dijkstra的《致编辑的信》:goto语句被认为是有害的(这里。html transcript和这里。pdf),从那时起,就有一种强大的推动力,尽可能避免使用goto语句。虽然可以使用goto来生成不可维护的、庞大的代码,但它仍然存在于现代编程语言中。即使Scheme中先进的连续控制结构也可以被描述为复杂的后向。

在什么情况下需要使用goto?什么时候最好避免?

作为一个后续问题:C提供了一对函数setjmp()和longjmp(),它们不仅提供了在当前堆栈帧内进行跳转的能力,还提供了在任何调用帧内进行跳转的能力。这些应该被认为和goto一样危险吗?更危险?


Dijkstra自己也对这个头衔感到后悔,因为这不是他的责任。在EWD1308的结尾(也在这里。pdf),他写道:

Finally a short story for the record. In 1968, the Communications of the ACM published a text of mine under the title "The goto statement considered harmful", which in later years would be most frequently referenced, regrettably, however, often by authors who had seen no more of it than its title, which became a cornerstone of my fame by becoming a template: we would see all sorts of articles under the title "X considered harmful" for almost any X, including one titled "Dijkstra considered harmful". But what had happened? I had submitted a paper under the title "A case against the goto statement", which, in order to speed up its publication, the editor had changed into a "letter to the Editor", and in the process he had given it a new title of his own invention! The editor was Niklaus Wirth.

Donald E. Knuth写了一篇关于这个主题的经典论文,它与Dijkstra的论文相匹配,那就是结构化编程与语句。阅读既有助于重建上下文,也有助于对主题的非教条性理解。在本文中,Dijkstra对这个案例的观点被报道,并且更加强烈:

Donald E. Knuth:我相信通过呈现这样一个 事实上,我并不是不同意 Dijkstra的观点,因为 他最近写道: “请不要落入。 相信我是可怕的 教条的关于[去]的教条的 声明)。我觉得很不舒服 感觉别人在做 宗教出来了,好像 编程的概念问题 只用一个小技巧就能解决,用什么 一种简单的编码纪律!”


当前回答

在我的程序列表中,Goto只是为了它而包含的东西非常低。这并不意味着这是不可接受的。

Goto可以很好地用于状态机。循环中的switch语句(按典型重要性排序):(A)不能实际代表控制流,(b)丑陋,(c)可能效率低下,这取决于语言和编译器。因此,您最终为每个状态编写一个函数,并执行类似“return NEXT_STATE;”的操作,这甚至看起来像goto。

当然,以易于理解的方式对状态机进行编码是很困难的。然而,这些困难都与使用goto无关,也不能通过使用替代控制结构来减少。除非你的语言有一个“状态机”结构。我不喜欢。

在极少数情况下,当您的算法通过通过有限的允许转换集(goto)连接的节点(状态)序列的路径而不是通过任何更具体的控制流(循环、条件等等)来理解时,那么应该在代码中显式地说明这一点。你应该画一个漂亮的图。

Setjmp /longjmp可以很好地实现异常或类似异常的行为。虽然没有得到普遍的赞扬,但异常通常被认为是一种“有效的”控制结构。

Setjmp /longjmp比goto“更危险”,因为它们更难正确使用,更不用说理解了。

从来没有,将来也不会有 永远是,任何语言都是 写不好一点也难 代码。——唐纳德·克努特

从C中去掉goto并不会使用C编写好的代码变得更容易。事实上,这样做反而会忽略一点,即C应该能够作为一种被美化的汇编语言。

接下来是“有害的指针”,然后是“有害的鸭子类型”。那么,当他们来拿走你不安全的编程结构时,谁来保护你呢?是吗?

其他回答

从这里的任何答案中我都没有看到的一件事是,“去”解决方案通常比经常提到的结构化编程解决方案更有效。

考虑多嵌套循环的情况,其中使用'goto'而不是一堆if(breakVariable)节显然更有效。“将循环放入函数并使用return”的解决方案通常是完全不合理的。在循环可能使用局部变量的情况下,现在必须通过函数参数传递它们,可能会处理由此产生的额外麻烦。

现在考虑一下清理情况,我自己经常使用这种情况,而且这种情况非常常见,可能是try{} catch{}结构在许多语言中都不可用的原因。完成相同任务所需的检查和额外变量的数量远比完成跳转所需的一两个指令要糟糕得多,而且,额外的函数解决方案根本不是解决方案。你不能告诉我这更容易管理或更易于阅读。

现在,代码空间、堆栈使用和执行时间在许多情况下对许多程序员来说可能还不够重要,但当您在一个只有2KB代码空间的嵌入式环境中工作时,为了避免一个明确定义的“goto”而额外执行50字节的指令是可笑的,而且这种情况并不像许多高级程序员所认为的那样罕见。

“goto有害”这句话对迈向结构化编程非常有帮助,即使它总是一种过度概括。在这一点上,我们都听到了足够多的使用它的谨慎(我们应该)。当它显然是工作的正确工具时,我们不需要害怕它。

原论文应该被认为是“无条件GOTO被认为是有害的”。它特别提倡一种基于条件(if)和迭代(while)结构的编程形式,而不是早期代码常见的测试-跳转。Goto在某些语言或环境中仍然有用,因为这些语言或环境不存在适当的控制结构。

Go To可以在某些情况下为“真正的”异常处理提供一种替代品。考虑:

ptr = malloc(size);
if (!ptr) goto label_fail;
bytes_in = read(f_in,ptr,size);
if (bytes_in=<0) goto label_fail;
bytes_out = write(f_out,ptr,bytes_in);
if (bytes_out != bytes_in) goto label_fail;

显然,这段代码被简化了,以占用更少的空间,所以不要太纠结于细节。但是考虑一下我在产品代码中多次看到的另一种选择,即程序员为了避免使用goto而费尽心机:

success=false;
do {
    ptr = malloc(size);
    if (!ptr) break;
    bytes_in = read(f_in,ptr,size);
    if (count=<0) break;
    bytes_out = write(f_out,ptr,bytes_in);
    if (bytes_out != bytes_in) break;
    success = true;
} while (false);

现在这段代码在功能上做了完全相同的事情。事实上,编译器生成的代码几乎完全相同。然而,在程序员对Nogoto(可怕的学术指责之神)的热情中,这个程序员完全打破了while循环所代表的底层习惯,并对代码的可读性造成了实质性的影响。这样也好不到哪里去。

所以,这个故事的寓意是,如果你发现自己为了避免使用goto而求助于一些非常愚蠢的事情,那么就不要这样做。

您可以使用它来打破深度嵌套循环,但大多数情况下,无需深度嵌套循环,代码可以重构得更干净。

没有所谓的GOTO被认为是有害的。

GOTO是一种工具,和所有工具一样,它可以被使用和滥用。

然而,在编程世界中有许多工具倾向于被滥用而不是被使用,GOTO就是其中之一。Delphi的WITH语句是另一个。

就我个人而言,我在典型的代码中不使用这两种方法,但我有过GOTO和WITH的奇怪用法,这是有保证的,另一种解决方案将包含更多的代码。

最好的解决方案是编译器只警告你关键字被污染了,你必须在语句周围塞几个pragma指令来消除警告。

这就像告诉你的孩子不要拿着剪刀跑。剪刀并不坏,但使用它们可能不是保持健康的最佳方式。