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

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

其他回答

在我看来,“goto有害”更多的是关于状态的封装和一致性。

许多代码,甚至是'oo'代码,都有像意大利面条代码一样糟糕的混乱状态封装。

“goto有害”的问题是,它让程序员只看机制规则而不理解这样的印象,即唯一可用的流控制应该是返回方法,这很容易导致通过引用传递许多状态——这又导致缺乏状态封装,而这正是“goto有害”试图摆脱的东西。

遵循典型的“OO”代码库中的控制流,并告诉我我们仍然没有意大利面条代码....(顺便说一下,我并不是指那些经常让人讨厌的“馄饨”代码——馄饨代码的执行路径通常是非常简单的,即使对象关系不是立即明显的)。

或者,换一种说法,避免gotos而将所有东西都作为子例程,只有在每个子例程只修改局部状态时才有用,只有通过该子例程(或至少该对象)才能修改局部状态。

在Linux:在Kernel Trap的内核代码中使用goto,有一个与Linus Torvalds和一个“新人”关于在Linux代码中使用goto的讨论。有一些非常好的观点,莱纳斯穿着平常的傲慢:)

一些段落:

莱纳斯:不,你被洗脑了 国安局的人认为尼克劳斯 Wirth其实知道自己是什么 说什么。他没有。他不 我有个该死的线索。”

-

莱纳斯:“我觉得goto很好,而且 它们通常比 大量的压痕。”

-

莱纳斯:“当然,用愚蠢的语言 就像帕斯卡,在那里标签不能 描述性的,后去可能很糟糕。”

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。

以下陈述是概括;尽管抗辩例外总是可能的,但通常(以我的经验和拙见)不值得冒险。

Unconstrained use of memory addresses (either GOTO or raw pointers) provides too many opportunities to make easily avoidable mistakes. The more ways there are to arrive at a particular "location" in the code, the less confident one can be about what the state of the system is at that point. (See below.) Structured programming IMHO is less about "avoiding GOTOs" and more about making the structure of the code match the structure of the data. For example, a repeating data structure (e.g. array, sequential file, etc.) is naturally processed by a repeated unit of code. Having built-in structures (e.g. while, for, until, for-each, etc.) allows the programmer to avoid the tedium of repeating the same cliched code patterns. Even if GOTO is low-level implementation detail (not always the case!) it's below the level that the programmer should be thinking. How many programmers balance their personal checkbooks in raw binary? How many programmers worry about which sector on the disk contains a particular record, instead of just providing a key to a database engine (and how many ways could things go wrong if we really wrote all of our programs in terms of physical disk sectors)?

以上附注:

关于第2点,考虑以下代码:

    a = b + 1
    /* do something with a */

在代码中的“do something”点,我们可以高度自信地声明a大于b。(是的,我忽略了未捕获整数溢出的可能性。我们不要拘泥于一个简单的例子。)

另一方面,如果代码是这样读的:

    ...
    goto 10
    ...
    a = b + 1
    10: /* do something with a */
    ...
    goto 10
    ...

标记10的方法的多样性意味着我们必须更加努力才能确信a和b在这一点上的关系。(事实上,在一般情况下,这是不可判断的!)

关于第4点,代码中“去某个地方”的整个概念只是一个比喻。除了电子和光子(用于余热),CPU内部没有任何东西真正“去”到任何地方。有时候,我们会放弃一个比喻,转而使用另一个更有用的比喻。我记得(几十年前!)遇到过一种语言

    if (some condition) {
      action-1
    } else {
      action-2
    }

通过将action-1和action-2编译为行外无参数例程,然后使用单个双参数VM操作码(使用条件的布尔值来调用其中一个)在虚拟机上实现。这个概念只是“选择现在调用什么”,而不是“去这里或去那里”。再一次,换一个比喻。

拒绝程序员使用GOTO语句就像告诉木匠不要使用锤子,因为锤子在钉钉子的时候可能会损坏墙壁。真正的程序员知道如何以及何时使用GOTO。我跟随了一些所谓的“结构化程序”,我看到过这样可怕的代码,只是为了避免使用GOTO,我可以射杀程序员。好吧,为另一方辩护,我也见过一些真正的意大利面条代码,同样,那些程序员也应该被枪毙。

下面是我找到的一个小代码示例。

  YORN = ''
  LOOP
  UNTIL YORN = 'Y' OR YORN = 'N' DO
     CRT 'Is this correct? (Y/N) : ':
     INPUT YORN
  REPEAT
  IF YORN = 'N' THEN
     CRT 'Aborted!'
     STOP
  END

----------------------- 或 ----------------------

10:  CRT 'Is this Correct (Y)es/(N)o ':

     INPUT YORN

     IF YORN='N' THEN
        CRT 'Aborted!'
        STOP
     ENDIF
     IF YORN<>'Y' THEN GOTO 10