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do{} while(false)的用法完全令人反感。它可能会让我相信它在某些奇怪的情况下是必要的,但从来没有让我相信它是干净合理的代码。

如果必须执行这样的循环,为什么不显式地依赖标志变量呢?

for (stepfailed=0 ; ! stepfailed ; /*empty*/)

其他回答

当然,可以使用GOTO,但是有一件事比代码风格更重要,或者在使用它时,您必须考虑到代码是否可读:其中的代码可能不像您想象的那样健壮。

例如,看看下面的两个代码片段:

If A <> 0 Then A = 0 EndIf
Write("Value of A:" + A)

GOTO的等效代码

If A == 0 Then GOTO FINAL EndIf
   A = 0
FINAL:
Write("Value of A:" + A)

我们首先想到的是这两段代码的结果将是“Value of A: 0”(当然,我们假设执行没有并行性)

这是不正确的:在第一个示例中,A将始终为0,但在第二个示例中(使用GOTO语句)A可能不是0。为什么?

原因是,从程序的另一点,我可以插入一个GOTO FINAL而不控制a的值。

这个例子非常明显,但是随着程序变得越来越复杂,看到这些东西的难度也增加了。

相关材料可以在Dijkstra先生的著名文章“反对GO TO声明的案例”中找到

goto不好的一个原因是,除了编码风格之外,你可以用它来创建重叠但非嵌套的循环:

loop1:
  a
loop2:
  b
  if(cond1) goto loop1
  c
  if(cond2) goto loop2

这将创建一个奇怪的,但可能是合法的流控制结构,其中可能有(a, b, c, b, a, b, a, b, b,…)这样的序列,这让编译器黑客不高兴。显然,有许多聪明的优化技巧依赖于这种类型的结构不发生。(我应该检查一下我的龙书……)这样做的结果(使用一些编译器)可能是对包含gotos的代码没有进行其他优化。

如果你知道它只是“哦,顺便说一下”,恰好说服编译器发出更快的代码,那么它可能会很有用。就我个人而言,我更喜欢在使用像goto这样的技巧之前尝试向编译器解释什么是可能的,什么是不可能的,但可以说,我也可能在破解汇编程序之前尝试goto。

有些人说在c++中没有去的理由。有人说99%的情况下都有更好的选择。这不是推理,只是非理性的印象。下面是一个可靠的例子,goto会导致一个很好的代码,比如增强的do-while循环:

int i;

PROMPT_INSERT_NUMBER:
  std::cout << "insert number: ";
  std::cin >> i;
  if(std::cin.fail()) {
    std::cin.clear();
    std::cin.ignore(1000,'\n');
    goto PROMPT_INSERT_NUMBER;          
  }

std::cout << "your number is " << i;

将其与goto-free代码进行比较:

int i;

bool loop;
do {
  loop = false;
  std::cout << "insert number: ";
  std::cin >> i;
  if(std::cin.fail()) {
    std::cin.clear();
    std::cin.ignore(1000,'\n');
    loop = true;          
  }
} while(loop);

std::cout << "your number is " << i;

我看到了这些差异:

需要嵌套的{}块(尽管do{…}而看起来更熟悉) 需要额外的循环变量,在四个地方使用 阅读和理解带有循环的工作需要更长的时间 循环不保存任何数据,它只是控制执行的流程,这比简单的标签更难理解

还有一个例子

void sort(int* array, int length) {
SORT:
  for(int i=0; i<length-1; ++i) if(array[i]>array[i+1]) {
    swap(data[i], data[i+1]);
    goto SORT; // it is very easy to understand this code, right?
  }
}

现在让我们摆脱“邪恶”的goto:

void sort(int* array, int length) {
  bool seemslegit;
  do {
    seemslegit = true;
    for(int i=0; i<length-1; ++i) if(array[i]>array[i+1]) {
      swap(data[i], data[i+1]);
      seemslegit = false;
    }
  } while(!seemslegit);
}

你看,这是使用goto的同一类型,它是结构良好的模式,它不像唯一推荐的方式那样转发goto。你肯定想避免这样的“智能”代码:

void sort(int* array, int length) {
  for(int i=0; i<length-1; ++i) if(array[i]>array[i+1]) {
    swap(data[i], data[i+1]);
    i = -1; // it works, but WTF on the first glance
  }
}

关键是goto很容易被误用,但goto本身不应该受到指责。注意,在c++中,label有函数作用域,所以它不会像纯汇编那样污染全局作用域,在纯汇编中,重叠循环有它的位置,而且非常常见——比如下面8051的代码,其中7段显示连接到P1。该程序循环闪电段周围:

; P1 states loops
; 11111110 <-
; 11111101  |
; 11111011  |
; 11110111  |
; 11101111  |
; 11011111  |
; |_________|

init_roll_state:
    MOV P1,#11111110b
    ACALL delay
next_roll_state:
    MOV A,P1
    RL A
    MOV P1,A
    ACALL delay
    JNB P1.5, init_roll_state
    SJMP next_roll_state

还有一个优点:goto可以作为命名循环、条件和其他流:

if(valid) {
  do { // while(loop)

// more than one page of code here
// so it is better to comment the meaning
// of the corresponding curly bracket

  } while(loop);
} // if(valid)

或者你可以使用等效的goto和缩进,所以如果你明智地选择标签名称,你不需要注释:

if(!valid) goto NOTVALID;
  LOOPBACK:

// more than one page of code here

  if(loop) goto LOOPBACK;
NOTVALID:;

“goto”的问题和“无goto编程”运动最重要的论点是,如果你过于频繁地使用它,尽管你的代码可能表现正确,但它会变得不可读、不可维护、不可审查等。在99.99%的情况下,“goto”会导致意大利面条代码。就我个人而言,我想不出任何好的理由来解释为什么我会使用“goto”。

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。