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

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。

其他回答

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

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。

它有时在按字符进行字符串处理时很方便。

想象一下这样一个printf式的例子:

for cur_char, next_char in sliding_window(input_string) {
    if cur_char == '%' {
        if next_char == '%' {
            cur_char_index += 1
            goto handle_literal
        }
        # Some additional logic
        if chars_should_be_handled_literally() {
            goto handle_literal
        }
        # Handle the format
    }
    # some other control characters
    else {
      handle_literal:
        # Complicated logic here
        # Maybe it's writing to an array for some OpenGL calls later or something,
        # all while modifying a bunch of local variables declared outside the loop
    }
}

您可以将goto handle_literal重构为一个函数调用,但如果它修改了几个不同的局部变量,则必须将引用传递给每个局部变量,除非您的语言支持可变闭包。如果您的逻辑使else case不起作用,那么您仍然必须在调用之后使用continue语句(可以说是goto的一种形式)以获得相同的语义。

我还在lexer中明智地使用了gotos,通常用于类似的情况。大多数时候你不需要它们,但在一些奇怪的情况下有它们很好。

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*/)

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