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嵌入式C中的 goto 语句,争议很大

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micoccd|  楼主 | 2024-2-23 13:33 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

goto 语句被称为 C 语言中的跳转语句。

用于无条件跳转到其他标签。它将控制权转移到程序的其他部分。

goto 语句一般很少使用,因为它使程序的可读性和复杂性变得更差。

语法

goto label;

goto 语句示例

让我们来看一个简单的例子,演示如何使用 C 语言中的 goto 语句。

打开 Visual Studio 创建一个名称为:goto 的工程,并在这个工程中创建一个源文件:goto-statment.c,其代码如下所示:

#include <stdio.h>  
void main()
{
  int age;

gotolabel:
  printf("You are not eligible to vote!\n");

  printf("Enter you age:\n");
  scanf("%d", &age);
  if (age < 18)
  {
   goto gotolabel;
  }
  else
  {
   printf("You are eligible to vote!\n");
  }
}

执行上面代码,得到以下结果

You are not eligible to vote!
Enter you age:
12
You are not eligible to vote!
Enter you age:
18
You are eligible to vote!

为什么不受待见

二十几年前,当计算机编程尚处于起步阶段时,程序流程是由 “GOTO” 语句来控制。

该类语句允许程序员对当前代码行断行,而直接进入另一个不同的代码段。

列表 1 为简单的示例。

编程语言终究开始引入了函数的概念,即允许程序对代码进行断行。

如果已经完成,不再使用 goto 语句来表示代码的断行。

函数调用后,函数将回到下一条指令。列表2 为示例。

这一做法改善了程序结构,提高了可读性。自此,这被视为编写程序的正确方法。

只要看到或想到 goto 语句,就会让软件工程师退缩,产生本能的厌恶。

在 wikipedia 上的解释就是;

GOTO语句一直是批评和争论的目标,主要的负面影响是使用GOTO语句使程序的可读性变差,甚至成为不可维护的「面条代码」。

随着[color=var(--weui-LINK)][url=]结构化编程[/url]在二十世纪六十年代到七十年代变得越来越流行,许多计算机科学家得出结论,即程序应当总是使用被称为「结构化」控制流程的命令,以及 if-then-else 语句来替代 GOTO。

甚至在今天,许多程序风格编码标准禁止使用 GOTO 语句。

也有不少人为 GOTO 语句辩护,他们认为只要加以限制地使用 GOTO 语句不会导致低质量的代码,并且在许多编程语言中,一些功能难以在不使用 GOTO 语句的情况下实现。

比如有限状态机的实现、跳出嵌套循环以及异常处理等等。

大概最著名的对于 GOTO 的批评是艾兹格·迪杰斯特拉(Edsger Wybe Dijkstra)在1968年的一篇名为《GOTO陈述有害轮》的论文。

迪杰斯特拉认为不加限制地使用GOTO语句应当从高级语言中废止,因为它使分析和验证程序正确性(特别是涉及循环)的任务变得复杂。

另外一种观点出现在高德纳的Structured Programming with go to Statements [3]中,文章分析了许多常见编程任务,然后发现其中的一些使用GOTO将得到最理想的结构。

限制GOTO

许多语言,如 C 语言和 Java,提供了相关的控制流语句,如 break 和 continue,它们都是有效地被限制的 goto 语句。

它们的作用是无条件跳转,但是只能够跳到循环块结束的位置——继续进入下一循环(continue)或者结束循环(break)



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沙发
micoccd|  楼主 | 2024-2-23 13:34 | 只看该作者
switch/case结构
C 语言、C++ 和 Java 中的 switch 语句高效地实现了一个多路 goto,跳转目标由表达式的值来选择。

这也导致了我们没有不得不使用 goto 的理由。

针对这些,导致目前 goto 的使用情况是这样的:

goto 语句的结果:在C/C++等高级编程语言中保留了goto语句,但被建议不用或少用。

在一些更新的高级编程语言,如 Java 不提供 goto 语句,它虽然指定 goto 作为关键字,但不支持它的使 用,使程序简洁易读;

尽管如此后来的 c# 还是支持 goto 语句的,goto 语句一个好处就是可以保证程序存在唯一的出口,避免了过于庞大的 if 嵌套。

另一方面,goto 语句只是不提倡,当然不是禁用,那么在什么情况下可以使用 goto 语句呢?

可以考虑使用 goto 的情形:

从多重循环中直接跳出 ;
出错时清除资源;
可增加程序的清晰度的情况。
不加限制地使用 goto:破坏了清晰的程序结构,使程序的可读性变差,甚至成为不可维护的"面条代码"。

经常带来错误或隐患,比如它可能跳过了某些对象的构造、变量的初始化、重要的计算等语句。

下列关于使用 goto 语句的原则可以供读者参考。

使用 goto 语句只能 goto 到同一函数内,而不能从一个函数里 goto 到另外一个函数里。
使用 goto 语句在同一函数内进行 goto 时,goto 的起点应是函数内一段小功能的结束处,goto 的目的 label 处应是函数内另外一段小功能的开始处。
不能从一段复杂的执行状态中的位置 goto 到另外一个位置,比如,从多重嵌套的循环判断中跳出去就是不允许的。
应该避免像两个方向跳转。这样最容易导致"面条代码"。
阅读过 linux 内核代码的同学应该注意到,linux 内核代码里面其实有不少地方用了 goto 语句,

这是在/drivers/i2c/i2c-dev.c中的i2c_dev_init函数:
static int __init i2c_dev_init(void)
{
int res;

pr_info("i2c /dev entries driver\n");

res = register_chrdev_region(MKDEV(I2C_MAJOR, 0), I2C_MINORS, "i2c");
if (res)
  goto out;

i2c_dev_class = class_create(THIS_MODULE, "i2c-dev");
if (IS_ERR(i2c_dev_class))
{
  res = PTR_ERR(i2c_dev_class);
  goto out_unreg_chrdev;
}
i2c_dev_class->dev_groups = i2c_groups;

/* Keep track of adapters which will be added or removed later */
res = bus_register_notifier(&i2c_bus_type, &i2cdev_notifier);
if (res)
  goto out_unreg_class;

/* Bind to already existing adapters right away */
i2c_for_each_dev(NULL, i2cdev_attach_adapter);

return 0;

out_unreg_class:
class_destroy(i2c_dev_class);
out_unreg_chrdev:
unregister_chrdev_region(MKDEV(I2C_MAJOR, 0), I2C_MINORS);
out:
pr_err("Driver Initialisation failed\n");
return res;
}

但是你会发现,这些地方的goto语句,使用非常谨慎,基本都遵循上面提到的几个原则。

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