我一直有一个印象,如果可能的话,永远不要使用goto。
然而,在前几天阅读libavcodec(它是用C编写的)时,我惊讶地注意到它的多种用法。
在支持循环和函数的语言中使用goto是否有优势?如果有,为什么?请提供一个具体的例子,清楚地说明使用goto的理由。
我一直有一个印象,如果可能的话,永远不要使用goto。
然而,在前几天阅读libavcodec(它是用C编写的)时,我惊讶地注意到它的多种用法。
在支持循环和函数的语言中使用goto是否有优势?如果有,为什么?请提供一个具体的例子,清楚地说明使用goto的理由。
当前回答
计算机科学家Edsger Dijkstra在该领域做出了重大贡献,他也因批评GoTo的使用而闻名。 维基百科上有一篇关于他观点的短文。
其他回答
下面是我所知道的使用“goto”语句的一些原因(有些人已经谈到了这个问题):
干净地退出函数
通常在一个函数中,您可能会分配资源并需要在多个位置退出。程序员可以通过将资源清理代码放在函数的末尾来简化他们的代码,并且函数的所有“出口点”都将进入清理标签。这样,您就不必在函数的每个“退出点”都编写清理代码。
退出嵌套循环
如果处于嵌套循环中,需要跳出所有循环,那么goto可以比break语句和If -checks更简洁。
低水平的性能改进
这只在对性能要求严格的代码中有效,但是goto语句执行得非常快,并且可以在遍历函数时提高性能。然而,这是一把双刃剑,因为编译器通常不能优化包含goto的代码。
注意,在所有这些示例中,gotos都被限制在单个函数的范围内。
因为goto使得程序流的推理变得困难。“意大利面条代码”),goto通常只用于弥补缺失的功能:使用goto实际上可能是可以接受的,但前提是语言没有提供更结构化的变体来获得相同的目标。以《怀疑》为例:
我们使用的goto规则是,goto可以跳转到函数中的单个退出清理点。
这是对的——但前提是语言不允许使用清理代码进行结构化异常处理(如RAII或finally),后者可以更好地完成相同的工作(因为它是专门为此而构建的),或者有很好的理由不使用结构化异常处理(但除非在非常低的级别,否则您永远不会遇到这种情况)。
在大多数其他语言中,goto唯一可接受的用法是退出嵌套循环。即使在这种情况下,将外部循环提升为自己的方法并使用return也总是更好。
除此之外,goto是对特定代码段考虑不够的标志。
支持goto实现一些限制的现代语言(例如,goto可能不会跳转到函数中或跳出函数),但问题从根本上还是一样的。
顺便说一句,其他语言特性当然也是如此,尤其是例外。而且通常有严格的规则,只在指定的地方使用这些特性,例如不使用异常来控制非异常程序流的规则。
这些年来,我写了不少汇编语言。最终,每一种高级语言都被编译成gotos。好吧,叫它们“分支”或“跳跃”或其他什么,但它们是gotos。有人能写无goto汇编器吗?
当然,你可以向Fortran、C或BASIC程序员指出,gotos的泛滥就像意大利肉酱面一样。然而,答案不是避免它们,而是小心地使用它们。
刀可以用来准备食物,解救某人,或者杀死某人。我们会因为害怕后者而没有刀吗?同样,“后向”:不小心使用它会碍事,小心使用它会有所帮助。
我发现有趣的是,有些人会给出一个可以接受goto的例子列表,说所有其他的用法都是不可接受的。你真的认为你知道每种情况下goto是表达算法的最佳选择吗?
为了说明这一点,我将给你一个还没有人展示过的例子:
今天我在写代码,在哈希表中插入一个元素。哈希表是以前计算的缓存,可以随意重写(影响性能但不影响正确性)。
哈希表的每个桶都有4个槽,当桶满时,我有一堆标准来决定覆盖哪个元素。现在,这意味着在一个桶中最多要经过三次,就像这样:
// Overwrite an element with same hash key if it exists
for (add_index=0; add_index < ELEMENTS_PER_BUCKET; add_index++)
if (slot_p[add_index].hash_key == hash_key)
goto add;
// Otherwise, find first empty element
for (add_index=0; add_index < ELEMENTS_PER_BUCKET; add_index++)
if ((slot_p[add_index].type == TT_ELEMENT_EMPTY)
goto add;
// Additional passes go here...
add:
// element is written to the hash table here
如果不使用goto,代码会是什么样子?
就像这样:
// Overwrite an element with same hash key if it exists
for (add_index=0; add_index < ELEMENTS_PER_BUCKET; add_index++)
if (slot_p[add_index].hash_key == hash_key)
break;
if (add_index >= ELEMENTS_PER_BUCKET) {
// Otherwise, find first empty element
for (add_index=0; add_index < ELEMENTS_PER_BUCKET; add_index++)
if ((slot_p[add_index].type == TT_ELEMENT_EMPTY)
break;
if (add_index >= ELEMENTS_PER_BUCKET)
// Additional passes go here (nested further)...
}
// element is written to the hash table here
如果添加更多的遍数,它看起来会越来越糟,而带有goto的版本始终保持相同的缩进级别,并避免使用虚假的if语句,其结果由前一个循环的执行暗示。
所以在另一种情况下,goto使代码更清晰,更容易编写和理解……我相信还有更多的例子,所以不要假装知道所有goto有用的例子,而轻视任何你想不到的好例子。
盲目地遵循最佳实践并不是最佳实践。避免将goto语句作为流控制的主要形式是为了避免产生难以阅读的意大利面条代码。如果在正确的地方谨慎使用,它们有时可以成为表达想法的最简单、最清晰的方式。Walter Bright, Zortech c++编译器和D编程语言的创造者,经常使用它们,但很明智。即使使用了goto语句,他的代码仍然完全可读。
底线:为了避免去那里而避免去那里是毫无意义的。您真正需要避免的是生成不可读的代码。如果充满goto的代码是可读的,那么它就没有任何问题。