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
如果有,为什么?
C语言没有多级/标记的中断,并不是所有的控制流都可以用C语言的迭代和决策原语轻松建模。Gotos对纠正这些缺陷大有帮助。
有时使用某种类型的标志变量来实现一种伪多级中断更清晰,但它并不总是优于goto(至少goto可以轻松地确定控制的位置,不像标志变量),有时您只是不想为了避免goto而付出旗帜/其他扭曲的性能代价。
Libavcodec是一段性能敏感的代码。控制流的直接表达可能是优先考虑的,因为它往往会运行得更好。
其他回答
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。
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
...
}
“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。
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。