使用goto乾淨地退出循環

Question

我有一個關於在C++中使用goto語句的問題。我明白這個話題是有爭議的，並且對任何廣泛的建議或論點都不感興趣（我通常偏離使用goto）。相反，我有一個特定的情況，並希望瞭解我的解決方案（使用goto語句）是否合適。我不會稱自己爲C++新手，但不會將自己歸類爲專業級程序員。生成我的問題的部分代碼一旦啓動，將以無限循環形式旋轉。在僞線的一般流程如下：

void ControlLoop::main_loop() 
{ 
    InitializeAndCheckHardware(pHardware) //pHardware is a pointer given from outside 
    //The main loop 
    while (m_bIsRunning) 
    { 
     simulated_time += time_increment; //this will probably be += 0.001 seconds 
     ReadSensorData(); 
     if (data_is_bad) { 
      m_bIsRunning = false; 
      goto loop_end; 
     }  
     ApplyFilterToData(); 
     ComputeControllerOutput(); 
     SendOutputToHardware(); 
     ProcessPendingEvents(); 

     while (GetWallClockTime() < simulated_time) {} 
     if (end_condition_is_satisified) m_bIsRunning = false; 
    } 
    loop_end: 
    DeInitializeHardware(pHardware); 
} 

的pHardware指針從ControlLoop對象之外傳入，並具有多態類型，所以它並沒有多大意義，我要利用RAII，並在main_loop內創建並破壞硬件接口本身。我想我可以讓PHardware創建一個臨時對象，代表硬件的一種「會話」或「使用」，它可以在main_loop的出口自動清理，但我不確定這個想法是否會讓某人更清楚否則我的意圖是什麼。循環中只會有三種方式：第一種方式是從外部硬件讀取錯誤的數據;第二個是如果ProcessPendingEvents（）指示用戶發起的中止，這只是簡單地導致m_bIsRunning成爲假;最後是如果在循環底部滿足結束條件。我也許還應該注意，main_loop可以在ControlLoop對象的整個生命週期中啓動並完成多次，所以它應該在之後以m_bIsRunning = false乾淨地退出。

另外，我意識到我可以在這裏使用break關鍵字，但main_loop中的大部分僞代碼函數調用並沒有真正封裝爲函數，僅僅是因爲它們需要有很多參數，或者它們都需要訪問成員變量。在我看來，這兩種情況會比將main_loop作爲一個更長的函數更容易混淆，並且由於大while循環的長度，像goto loop_end這樣的語句似乎更清晰地顯示給我。

現在的問題：如果您要將它寫入自己的代碼，這種解決方案會讓您感覺不舒服嗎？它對我來說確實感覺有點不對，但之後我從未在C++代碼中使用goto語句 - 因此我請求專家幫忙。我還有沒有其他的基本想法可以讓代碼更清晰？

謝謝。

Answer 1

有使環打破早期我會簡單地使用你的一個，奇異條件break。不需要goto這就是break的用途。

然而，這些函數調用，如果任何可以拋出一個異常，或者如果你最終需要多個break的I寧願一個RAII風格的容器，這就是事情的確切排序析構函數是。你總是進行調用DeInitializeHardware，所以......

// todo: add error checking if needed 
class HardwareWrapper { 
public: 
    HardwareWrapper(Hardware *pH) 
     : _pHardware(pH) { 
     InitializeAndCheckHardware(_pHardware); 
    } 

    ~HardwareWrapper() { 
     DeInitializeHardware(_pHardware); 
    } 

    const Hardware *getHardware() const { 
     return _pHardware; 
    } 

    const Hardware *operator->() const { 
     return _pHardware; 
    } 

    const Hardware& operator*() const { 
     return *_pHardware; 
    } 

private: 
    Hardware *_pHardware; 
    // if you don't want to allow copies... 
    HardwareWrapper(const HardwareWrapper &other); 
    HardwareWrapper& operator=(const HardwareWrapper &other); 
} 

// ... 

void ControlLoop::main_loop() 
{ 
    HardwareWrapper hw(pHardware); 
    // code 
} 

現在，無論發生什麼事情，你總是會調用DeInitializeHardware當函數返回。

Answer 2

避免使用goto對於面向對象開發來說是非常可靠的事情。

就你而言，爲什麼不使用break退出循環？

while (true) 
{ 
    if (condition_is_met) 
    { 
     // cleanup 
     break; 
    } 
} 

至於你的問題：你使用goto會讓我感到不舒服。 break可讀性差的唯一原因是您不能成爲強大的C++開發人員。對於任何經驗豐富的類似C語言的開發人員，break都會更好，並提供比goto更清潔的解決方案。

特別是，我根本不同意

if (something) 
{ 
    goto loop_end; 
} 

比

if (something) 
{ 
    break; 
} 

字面上說同樣的事情內置語法更具可讀性。

Answer 3

而不是使用goto，您應該使用break;轉義循環。

Answer 4

UPDATE

如果您主要關注的是while循環太長，那麼你的目標應該是把它縮短了，C++是一種面向對象的語言，面向對象是分裂的事情小塊組成部分，甚至是在一般的非OO語言中，我們通常仍然認爲我們應該將一個方法/循環分解爲一個小的方法，並使其簡單易讀。如果一個循環中有300行，不管break/goto是不是真的節省了你的時間，不是嗎？

UPDATE

我不反對轉到，但我不會在這裏爲你做什麼，我寧願只使用突破，一般到，他看到一個休息開發者使用它在那裏，他知道這意味着轉到了這一段時間，並且通過這種方式，他可以很容易地意識到它實際上在幾秒鐘內退出循環。是的轉到可能會節省幾秒鐘的時間來理解它，但它也可能讓人們對你的代碼感到緊張。

的事情，我可以想像，我使用goto語句將退出二級循環：

while(running) 
{ 
    ... 
    while(runnning2) 
    { 
     if(bad_data) 
     { 
      goto loop_end; 
     } 
    } 
    ... 
} 
loop_end: 

Answer 5

當break是一個選項時，轉到退出循環不是好習慣。

另外，在複雜的例程中，最好只有一個退出邏輯（清理）放在最後。 Goto有時用於跳轉到返回邏輯。從QEMU VMDK塊驅動器

實施例：

static int vmdk_open(BlockDriverState *bs, int flags) 
{ 
    int ret; 
    BDRVVmdkState *s = bs->opaque; 

    if (vmdk_open_sparse(bs, bs->file, flags) == 0) { 
     s->desc_offset = 0x200; 
    } else { 
     ret = vmdk_open_desc_file(bs, flags, 0); 
     if (ret) { 
      goto fail; 
     } 
    } 
    /* try to open parent images, if exist */ 
    ret = vmdk_parent_open(bs); 
    if (ret) { 
     goto fail; 
    } 
    s->parent_cid = vmdk_read_cid(bs, 1); 
    qemu_co_mutex_init(&s->lock); 

    /* Disable migration when VMDK images are used */ 
    error_set(&s->migration_blocker, 
       QERR_BLOCK_FORMAT_FEATURE_NOT_SUPPORTED, 
       "vmdk", bs->device_name, "live migration"); 
    migrate_add_blocker(s->migration_blocker); 

    return 0; 

fail: 
    vmdk_free_extents(bs); 
    return ret; 
} 

Answer 6

有幾種替代goto：根據情況break，continue和return。

但是，您需要記住break和continue都是有限的，因爲它們隻影響最內部的循環。另一方面，return不受此限制的影響。

在一般情況下，如果你使用一個goto來出口一個特定的範圍，那麼你就可以重構使用其他功能和return語句。很可能，這將使得代碼更易於閱讀作爲獎金：

// Original 
void foo() { 
    DoSetup(); 
    while (...) { 
     for (;;) { 
      if() { 
       goto X; 
      } 
     } 
    } 
    label X: DoTearDown(); 
} 

// Refactored 
void foo_in() { 
    while (...) { 
     for (;;) { 
      if() { 
       return; 
      } 
     } 
    } 
} 

void foo() { 
    DoSetup(); 
    foo_in(); 
    DoTearDown(); 
} 

注：如果您的身體功能不能舒適適合您的屏幕，你就錯了。

Answer 7

我看到很多人建議break而不是goto。但break不比goto「更好」（或「更差」）。

對goto的探究有效地開始與Dijkstra的"Go To Considered Harmful" paper早在1968年，當意大利麪條代碼是規則之類的東西塊結構if和while報表仍被視爲前沿。 ALGOL 60擁有它們，但它基本上是學者們使用的一種研究語言（參見今天的ML）;作爲當時主流語言之一的Fortran，不會再讓他們再待9年！

在Dijkstra的論文的主要觀點是：

1. 人類善於空間推理，和塊的結構化程序上把握，因爲在時間上彼此靠近發生程序的行爲在彼此接近的描述「空間「（程序代碼）;
2. 如果您避開goto的各種形式，那麼有可能知道事情關於程序中每個詞彙位置上變量的可能狀態。特別是，在while循環的末尾，您知道該循環的條件必須是錯誤的。這對調試很有用。 （Dijkstra算法並不完全這樣說，但你可以推斷出它。）

break，就像goto（和return S早期和異常...），降低了（1）和消除（2）。當然，使用break通常可以避免爲while條件寫出複雜的邏輯，從而讓您獲得可理解性的淨收益 - 而goto也完全相同。