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
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。
其他回答
我在以下情况下使用goto: 当需要从不同位置的函数返回时，并且在返回之前需要进行一些初始化:
non-goto版本:
int doSomething (struct my_complicated_stuff *ctx)
{
db_conn *conn;
RSA *key;
char *temp_data;
conn = db_connect();
if (ctx->smth->needs_alloc) {
temp_data=malloc(ctx->some_size);
if (!temp_data) {
db_disconnect(conn);
return -1;
}
}
...
if (!ctx->smth->needs_to_be_processed) {
free(temp_data);
db_disconnect(conn);
return -2;
}
pthread_mutex_lock(ctx->mutex);
if (ctx->some_other_thing->error) {
pthread_mutex_unlock(ctx->mutex);
free(temp_data);
db_disconnect(conn);
return -3;
}
...
key=rsa_load_key(....);
...
if (ctx->something_else->error) {
rsa_free(key);
pthread_mutex_unlock(ctx->mutex);
free(temp_data);
db_disconnect(conn);
return -4;
}
if (ctx->something_else->additional_check) {
rsa_free(key);
pthread_mutex_unlock(ctx->mutex);
free(temp_data);
db_disconnect(conn);
return -5;
}
pthread_mutex_unlock(ctx->mutex);
free(temp_data);
db_disconnect(conn);
return 0;
}
goto版本:
int doSomething_goto (struct my_complicated_stuff *ctx)
{
int ret=0;
db_conn *conn;
RSA *key;
char *temp_data;
conn = db_connect();
if (ctx->smth->needs_alloc) {
temp_data=malloc(ctx->some_size);
if (!temp_data) {
ret=-1;
goto exit_db;
}
}
...
if (!ctx->smth->needs_to_be_processed) {
ret=-2;
goto exit_freetmp;
}
pthread_mutex_lock(ctx->mutex);
if (ctx->some_other_thing->error) {
ret=-3;
goto exit;
}
...
key=rsa_load_key(....);
...
if (ctx->something_else->error) {
ret=-4;
goto exit_freekey;
}
if (ctx->something_else->additional_check) {
ret=-5;
goto exit_freekey;
}
exit_freekey:
rsa_free(key);
exit:
pthread_mutex_unlock(ctx->mutex);
exit_freetmp:
free(temp_data);
exit_db:
db_disconnect(conn);
return ret;
}
当您需要更改释放语句中的某些内容时(每个语句在代码中使用一次)，第二个版本使它变得更容易，并减少了在添加新分支时跳过其中任何一个语句的机会。在函数中移动它们在这里不会有帮助，因为可以在不同的“级别”进行释放。
看看在C语言中编程时何时使用Goto:
Although the use of goto is almost always bad programming practice (surely you can find a better way of doing XYZ), there are times when it really isn't a bad choice. Some might even argue that, when it is useful, it's the best choice. Most of what I have to say about goto really only applies to C. If you're using C++, there's no sound reason to use goto in place of exceptions. In C, however, you don't have the power of an exception handling mechanism, so if you want to separate out error handling from the rest of your program logic, and you want to avoid rewriting clean up code multiple times throughout your code, then goto can be a good choice.
我是什么意思?你可能会有这样的代码:
int big_function()
{
/* do some work */
if([error])
{
/* clean up*/
return [error];
}
/* do some more work */
if([error])
{
/* clean up*/
return [error];
}
/* do some more work */
if([error])
{
/* clean up*/
return [error];
}
/* do some more work */
if([error])
{
/* clean up*/
return [error];
}
/* clean up*/
return [success];
}
This is fine until you realize that you need to change your cleanup code. Then you have to go through and make 4 changes. Now, you might decide that you can just encapsulate all of the cleanup into a single function; that's not a bad idea. But it does mean that you'll need to be careful with pointers -- if you plan to free a pointer in your cleanup function, there's no way to set it to then point to NULL unless you pass in a pointer to a pointer. In a lot of cases, you won't be using that pointer again anyway, so that may not be a major concern. On the other hand, if you add in a new pointer, file handle, or other thing that needs cleanup, then you'll need to change your cleanup function again; and then you'll need to change the arguments to that function.
通过使用goto，它将是
int big_function()
{
int ret_val = [success];
/* do some work */
if([error])
{
ret_val = [error];
goto end;
}
/* do some more work */
if([error])
{
ret_val = [error];
goto end;
}
/* do some more work */
if([error])
{
ret_val = [error];
goto end;
}
/* do some more work */
if([error])
{
ret_val = [error];
goto end;
}
end:
/* clean up*/
return ret_val;
}
这样做的好处是，您的代码可以访问执行清理所需的所有内容，并且您已经成功地减少了更改点的数量。另一个好处是你的函数从多个出口点变成了只有一个;不可能不小心从函数返回而不进行清理。
此外，由于goto仅用于跳转到单个点，因此并不是为了模拟函数调用而创建大量来回跳转的意大利面代码。相反，goto实际上有助于编写更结构化的代码。
总而言之，goto应该谨慎使用，并作为最后的手段——但它是有时间和地点的。问题不应该是“你是否必须使用它”，而应该是“它是使用它的最佳选择”。
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。
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。
关于goto语句，它们的合法用途，以及可以用来代替“有道德的goto语句”但也可以像goto语句一样容易被滥用的替代结构，最深思熟虑和彻底的讨论是Donald Knuth的文章“使用goto语句的结构化编程”，在1974年12月的Computing Surveys(卷6,no. 1)中。4. 第261 - 301页)。
毫不奇怪，这篇39年前的论文的某些方面已经过时了:处理能力的数量级增长使得Knuth的一些性能改进对于中等规模的问题来说并不明显，从那时起就发明了新的编程语言结构。(例如，try-catch块包含Zahn的Construct，尽管它们很少以这种方式使用。)但Knuth涵盖了争论的方方面面，在任何人再次重复这个问题之前，都应该要求阅读。
