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

在Perl模块中,有时希望动态地创建子例程或闭包。问题是,一旦你创建了子例程,你如何得到它。你可以直接调用它,但是如果子例程使用caller(),那么它就没有那么有用了。这就是goto &子例程变化可能有用的地方。

这里有一个简单的例子:

sub AUTOLOAD{
  my($self) = @_;
  my $name = $AUTOLOAD;
  $name =~ s/.*:://;

  *{$name} = my($sub) = sub{
    # the body of the closure
  }

  goto $sub;

  # nothing after the goto will ever be executed.
}

您还可以使用这种形式的goto来提供尾部调用优化的基本形式。

sub factorial($){
  my($n,$tally) = (@_,1);

  return $tally if $n <= 1;

  $tally *= $n--;
  @_ = ($n,$tally);
  goto &factorial;
}

(在Perl 5 version 16中,最好写成goto __SUB__;)

有一个模块会导入尾修饰符,如果你不喜欢使用这种形式的goto,还有一个模块会导入递归。

use Sub::Call::Tail;
sub AUTOLOAD {
  ...
  tail &$sub( @_ );
}

use Sub::Call::Recur;
sub factorial($){
  my($n,$tally) = (@_,1);

  return $tally if $n <= 1;
  recur( $n-1, $tally * $n );
}

使用goto的大多数其他原因都可以用其他关键字更好地完成。

比如重写一段代码:

LABEL: ;
...
goto LABEL if $x;
{
  ...
  redo if $x;
}

或者从多个地方找到最后一段代码:

goto LABEL if $x;
...
goto LABEL if $y;
...
LABEL: ;
{
  last if $x;
  ...
  last if $y
  ...
}

其他回答

在c#中,switch语句不允许切换。因此,goto用于将控制转移到特定的开关箱标签或默认标签。

例如:

switch(value)
{
  case 0:
    Console.WriteLine("In case 0");
    goto case 1;
  case 1:
    Console.WriteLine("In case 1");
    goto case 2;
  case 2:
    Console.WriteLine("In case 2");
    goto default;
  default:
    Console.WriteLine("In default");
    break;
}

编辑:有一个例外的“不掉落”规则。如果case语句没有代码,则允许延迟执行。

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。

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。

嗯,有一件事总是比goto更糟糕;奇怪地使用其他程序流操作符来避免goto:

例子:

    // 1
    try{
      ...
      throw NoErrorException;
      ...
    } catch (const NoErrorException& noe){
      // This is the worst
    } 


    // 2
    do {
      ...break; 
      ...break;
    } while (false);


    // 3
    for(int i = 0;...) { 
      bool restartOuter = false;
      for (int j = 0;...) {
        if (...)
          restartOuter = true;
      if (restartOuter) {
        i = -1;
      }
    }

etc
etc

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。