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

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。

其他回答

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?

我只记得用过一次goto。我有一系列五个嵌套计数循环,我需要能够根据某些条件从内部打破整个结构:

    for{
      for{
        for{
          for{
            for{
              if(stuff){
                GOTO ENDOFLOOPS;
              }
            }
          }
        }
      }
    }
    
    ENDOFLOOPS:

我可以很容易地声明一个布尔中断变量,并将其用作每个循环的条件的一部分,但在这种情况下,我认为GOTO是一样实用和一样可读的。

没有迅猛龙攻击我。

c++包含构造函数和析构函数。这允许一种称为RAII(资源分配是初始化)的模式。基本上,您创建一个本地堆栈变量,创建堆栈变量的行为打开一个文件,分配内存,锁定一个互斥锁,或以其他方式获取一个稍后必须释放的资源。

当变量超出作用域时,析构函数将运行并释放资源。

C语言没有这个特性。但您仍然经常需要在函数开始时获取资源,并在结束时释放它们。

你的函数可能有一个或多个错误条件导致它提前返回。您不希望重复资源释放代码。解决方案是使用goto。

例子:

int
foo(const char *arg)
{
    char *argcopy = strdup(arg);

    if (!isvalid(argcopy))
        goto out1;

    FILE *myfile = fopen(argcopy, "r");
    if (myfile == NULL)
      goto out1;

    char bytes[10];
    if (fread(bytes, sizeof(bytes), 1, myfile) != sizeof(mybytes))
        goto out2;

    /* do some actual work */
    /* .... */
    /* end of actual work */

    out2:
    fclose(myfile);

    out1:
    free(argcopy);

    return 0;
 }

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。

后藤认为他很有帮助。

我从1975年开始编程。对于20世纪70年代的程序员来说,“goto被认为是有害的”这个词或多或少地表明,具有现代控制结构的新编程语言值得一试。我们确实尝试了新的语言。我们很快就皈依了。我们再也没有回去过。

我们再也没有回去过,但是,如果你更年轻,那么你就从来没有去过那里。

现在,拥有古老编程语言的背景可能并没有太大用处,除非它能显示程序员的年龄。尽管如此,年轻的程序员缺乏这方面的背景,所以他们不再理解口号“goto被认为是有害的”在引入时向目标受众传达的信息。

一个人不理解的口号是不太有启发性的。也许最好忘记这些口号。这样的口号无济于事。

然而,这个特别的口号,“后藤有害”,已经有了它自己的不死生命。

能去不被虐待吗?回答:当然,但那又怎样?实际上,每一个编程元素都可能被滥用。例如,普通bool被滥用的次数比我们中的一些人愿意相信的要多。

相比之下,自1990年以来,我不记得遇到过一次真正的goto滥用案例。

goto最大的问题可能不是技术问题,而是社交问题。不太懂的程序员有时似乎觉得不赞成goto会让他们听起来很聪明。您可能需要不时地满足这样的程序员。生活就是这样。

今天goto最糟糕的事情是它没有被充分使用。