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
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
我遇到过goto是一个很好的解决方案的情况,我在这里或其他地方都没有看到过这个例子。
我有一个开关的情况下,所有的情况都需要调用相同的函数在最后。我有其他的情况,最后都需要调用不同的函数。
这看起来有点像这样:
switch( x ) {
case 1: case1() ; doStuffFor123() ; break ;
case 2: case2() ; doStuffFor123() ; break ;
case 3: case3() ; doStuffFor123() ; break ;
case 4: case4() ; doStuffFor456() ; break ;
case 5: case5() ; doStuffFor456() ; break ;
case 6: case6() ; doStuffFor456() ; break ;
case 7: case7() ; doStuffFor789() ; break ;
case 8: case8() ; doStuffFor789() ; break ;
case 9: case9() ; doStuffFor789() ; break ;
}
我没有给每个case一个函数调用,而是用goto代替了break。goto跳转到一个标签,这也是在开关的情况下。
switch( x ) {
case 1: case1() ; goto stuff123 ;
case 2: case2() ; goto stuff123 ;
case 3: case3() ; goto stuff123 ;
case 4: case4() ; goto stuff456 ;
case 5: case5() ; goto stuff456 ;
case 6: case6() ; goto stuff456 ;
case 7: case7() ; goto stuff789 ;
case 8: case8() ; goto stuff789 ;
case 9: case9() ; goto stuff789 ;
stuff123: doStuffFor123() ; break ;
stuff456: doStuffFor456() ; break ;
stuff789: doStuffFor789() ; break ;
}
案例1到3都必须调用doStuffFor123(),类似的案例4到6必须调用doStuffFor456()等。
在我看来,如果你正确使用它们,gotos是非常好的。最后,任何代码都像人们写的那样清晰。有了gotos,你可以写出意大利面代码,但这并不意味着gotos是意大利面代码的原因。这个事业就是我们;程序员。如果我愿意,我也可以用函数创建意大利面条代码。宏也是如此。
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。
“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”。
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:;
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。