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

虽然我认为在任何情况下都最好避免过度紧张,但也有例外。 例如,我所见过的一个地方,与其他更复杂的方法相比,goto语句是优雅的解决方案,那就是为解释器实现尾部调用消除。

其他回答

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。

我们已经讨论过这个问题了,我坚持我的观点。

此外,我受够了人们将高级语言结构描述为“伪装的goto”,因为他们显然根本没有抓住重点。例如:

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。

那完全是胡说八道。每个控制结构都可以在goto方面实现,但这个观察完全是微不足道和无用的。Goto被认为是有害的,因为它的积极影响,而是因为它的消极后果,这些已经被结构化编程消除了。

Similarly, saying “GOTO is a tool, and as all tools, it can be used and abused” is completely off the mark. No modern construction worker would use a rock and claim it “is a tool.” Rocks have been replaced by hammers. goto has been replaced by control structures. If the construction worker were stranded in the wild without a hammer, of course he would use a rock instead. If a programmer has to use an inferior programming language that doesn't have feature X, well, of course she may have to use goto instead. But if she uses it anywhere else instead of the appropriate language feature she clearly hasn't understood the language properly and uses it wrongly. It's really as simple as that.

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。

如果GOTO本身是邪恶的,那么编译器也是邪恶的,因为它们生成jmp。如果跳转到代码块,特别是跟随一个指针,在本质上是邪恶的,那么RETurn指令就是邪恶的。相反,邪恶在于滥用的可能性。

有时我不得不编写应用程序,必须跟踪许多对象,其中每个对象必须遵循复杂的状态序列来响应事件,但整个事情绝对是单线程的。一个典型的状态序列,如果用伪代码表示,将是:

request something
wait for it to be done
while some condition
    request something
    wait for it
    if one response
        while another condition
            request something
            wait for it
            do something
        endwhile
        request one more thing
        wait for it
    else if some other response
        ... some other similar sequence ...
    ... etc, etc.
endwhile

我相信这不是新的,但我在C(++)中处理它的方式是定义一些宏:

#define WAIT(n) do{state=(n); enque(this); return; L##n:;}while(0)
#define DONE state = -1

#define DISPATCH0 if state < 0) return;
#define DISPATCH1 if(state==1) goto L1; DISPATCH0
#define DISPATCH2 if(state==2) goto L2; DISPATCH1
#define DISPATCH3 if(state==3) goto L3; DISPATCH2
#define DISPATCH4 if(state==4) goto L4; DISPATCH3
... as needed ...

然后(假设初始状态为0)上面的结构化状态机转换为结构化代码:

{
    DISPATCH4; // or as high a number as needed
    request something;
    WAIT(1); // each WAIT has a different number
    while (some condition){
        request something;
        WAIT(2);
        if (one response){
            while (another condition){
                request something;
                WAIT(3);
                do something;
            }
            request one more thing;
            WAIT(4);
        }
        else if (some other response){
            ... some other similar sequence ...
        }
        ... etc, etc.
    }
    DONE;
}

在此基础上,可以有CALL和RETURN,因此一些状态机可以像其他状态机的子例程一样工作。

不寻常吗?是的。维护者是否需要学习一些知识?是的。这种学习有回报吗?我想是的。如果没有跳转到方块中的goto,游戏还能完成吗?不。

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。