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

Goto很有用,这里有一个用c++写的非常强大的开源象棋引擎stockfish的例子。goto只是跳过了一些条件检查(效率增益),如果没有goto语句,程序就必须这样做。如果goto语句标签位于goto声明之后,那么它们就非常无害且可读。

其他回答

今天,很难看出GOTO语句有什么大不了的,因为“结构化编程”的人赢得了这场辩论,今天的语言有足够的控制流结构来避免GOTO。

计算现代C程序中goto的数量。现在添加break、continue和return语句的数量。此外,加上你使用if、else、while、switch或case的次数。这是1968年Dijkstra写这封信时,如果你用FORTRAN或BASIC语言编写程序,你的程序会有多少个goto。

当时的编程语言缺乏控制流程。例如,在最初的达特茅斯BASIC中:

IF statements had no ELSE. If you wanted one, you had to write: 100 IF NOT condition THEN GOTO 200 ...stuff to do if condition is true... 190 GOTO 300 200 REM else ...stuff to do if condition is false... 300 REM end if Even if your IF statement didn't need an ELSE, it was still limited to a single line, which usually consisted of a GOTO. There was no DO...LOOP statement. For non-FOR loops, you had to end the loop with an explicit GOTO or IF...GOTO back to the beginning. There was no SELECT CASE. You had to use ON...GOTO.

因此,您的程序中最终出现了许多goto。并且您不能依赖于goto限制在单个子例程中(因为GOSUB…RETURN是一个非常弱的子例程概念),所以这些goto可以去任何地方。显然,这使得控制流难以遵循。

这就是反goto运动的由来。

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。

跳跃的例子在Java字符串类源代码:

int firstUpper;

/* Now check if there are any characters that need to be changed. */
scan: {
    for (firstUpper = 0 ; firstUpper < count; ) {
         char c = value[offset+firstUpper];
         if ((c >= Character.MIN_HIGH_SURROGATE) &&
                 (c <= Character.MAX_HIGH_SURROGATE)) {
             int supplChar = codePointAt(firstUpper);
             if (supplChar != Character.toLowerCase(supplChar)) {
                  break scan;
             }
             firstUpper += Character.charCount(supplChar);
         } else {
             if (c != Character.toLowerCase(c)) {
                  break scan;
             }
             firstUpper++;
         }
     }
     return this;
}
[... subsequent use of firstUpper ...]

这可以用很少的开销重写,例如:

 int firstUpper = indexOfFirstUpper();
 if (firstUpper < 0) return this; 

即使在现代语言中,即使我实际上不喜欢使用gotos,但我认为它们在许多情况下是可以接受的,在像这样的低级情况下,我看起来更好(它不仅仅是退出循环)。

没有激起宗教战争的意图。

我唯一同意使用Goto的地方是当你需要处理错误时,每一个特定的错误点都需要特殊的处理。

例如,如果您正在获取资源并使用信号量或互斥,您必须按顺序获取它们,并且应该始终以相反的方式释放它们。

一些代码需要一种非常奇怪的模式来获取这些资源,并且您不能仅仅编写一个易于维护和理解的控制结构来正确处理这些资源的获取和释放以避免死锁。

在没有goto的情况下总是可以做得很好,但在这种情况下和其他一些情况下,goto实际上是更好的解决方案,主要是为了可读性和可维护性。

亚当

有时候,在一个函数中使用GOTO作为异常处理的替代是有效的:

    if (f() == false) goto err_cleanup;
    if (g() == false) goto err_cleanup;
    if (h() == false) goto err_cleanup;
    
    return;
    
    err_cleanup:
    ...

COM代码似乎经常陷入这种模式。