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关键字goto在C语言中的使用

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gaosmile 发布时间:2020-6-24 09:55
1、goto关键字基础知识
关键字goto从字面的意思就是"去哪里"的意思,专业一点的话表示无条件跳转的意思(有学过汇编的小伙伴应该会觉得非常像jump指令),在C语言中的使用格式是:goto label,表示跳转到label的位置,并且我们的label一般都写在语句的开头,写成label:的形式。(下面一个小例子来简单介绍用法)
  • int main(int argc, char *argv[]) {
  •     //无条件跳转到标签处
  •     goto thelastBug;

  •     printf("未知bug\n");

  • //标签定义
  • thelastBug:  

  •     printf("最后一个bug\n");
  •     return 0;
  • }


注意点:
    1)goto label;后面的分号一定得打。(个人经常忘记,这里提醒一下各位)
    2)goto只能在函数内部无条件跳转,不能从一个函数跳转到另外一个函数。
    3)label:的标识在使用goto语句的前后均可,不遵循先定义后使用。
    4)label的作用域在函数内部,不同函数之间可以定义相同的label。
    (上面的几点注意项大家有时间可以在电脑上实验下)

2、备受争议的C语言关键字-goto
对于goto的使用程序语言界算是争议不断,并且大部分大学C语言老师在讲到到goto这关键字的时候一般都会叫大家慎用goto关键字,甚至有部分老师一棍子拍死“禁止使用goto关键字”。个人觉得一棍子打死终究不合适,慎用比较说得过去点。如果说禁止使用那为什么还要在C语言标准中定义呢?干脆直接剔除算了。有句话说得好,"存在即合理"。

我们在高中学习算法的时候应该画过基本的结构图,三大基本的程序结构分别是:顺序结构、分支结构和重复结构,这个三种结构就能够创造出所有的逻辑结构,那么我们C语言就是顺序执行的表示顺序结构;if、switch等表示分支结构;while、for等结构表示的是重复结构。可以说我们不用goto语句也能编写出我们想要实现的程序。

那么我们换一种思考方式,我们的重复结构就比如说三个循环语句for、while、do...while,在我的实践编程经验来看他们都可拆成:一个分支语句+goto语句,下面我举一个if+goto实现for语句的例子供大家参考:

  • /**********************************
  • * Fucion: main
  • * Descri: if+goto 模拟for语句
  • **********************************/
  • int main(int argc, char *argv[]) {
  •     //循环变量定义
  •     int i = 0;

  •     i = 0;
  • Loop:if(i > 5){goto  LoopEnd;}i++;
  • //for(i= 0;i<5;i++)
  • //{
  •     printf("%d\n",i);
  •     goto  Loop;
  • //}
  • LoopEnd:

  •     printf("最后一个bug\n");
  •     return 0;
  • }

   
其他的重复语句也可以由分支+goto模拟,这里就不再书写代码了,只是说用模拟循环的方式似乎书写上不是很美观。所以我觉得并不是goto不好用,而是怕大家滥用,导致对程序的把控力的下降。

那么我们再深入一点看待goto语句,我上面说了该关键字非常的灵活,其实goto本身的功能是非常简单的,就是一个跳转到所定义的标签label位置,灵活的地方在于label可以在一个函数内部每一句的开头都可以定义。

所以我们要控制goto为我们所用主要就是控制label的使用问题,后面我们会有例子教大家怎么控制label,所以goto语句还是一个非常有潜力的关键字,对于设计巧妙高效的算法会非常有用!所以个人觉得只要对goto语句的使用加以管束为我们开发服务,这未尝不是一件好事。


3、大佬都是这么用goto的!
1)瞄一瞄linux中的goto
我们读过linux相关代码的小伙伴会发现goto语句的使用无处不在,首先我截取了uboot1.1.6中的一部分代码来欣赏一下(毕竟uboot也是大佬写的):

微信图片_20200624095511.png

微信图片_20200624095515.png

第一张是一个函数的前半部分,第二张为该函数末尾,中间代码还有非常多这样的语句。程序大体的意思是:打开一个文件,然后对该文件一系列操作,一旦操作不成功就会goto到error标签,然后关掉该文件,否则如果都执行成功了就会return 1.表示成功。

没错,这是goto常用的一种用法就是处理多种异常情况,这样带来的好处是高效,为什么这么说呢?有些小伙伴就就会问题了,我直接在每个错误处理用return返回一个变量,然后再函数外面通过判断这个标志进行故障处理不就好了吗?

个人觉得如果你有这样的想法是好的,不过在我们进行驱动编程的过程中还是要有一定的规范,如上面的代码我们在函数前面申请了mem_fb,既然没有使用成功我们就应该在该函数中直接释放它,这样能够对函数有更好的封装和隐秘性。那有些小伙伴又会说,分支语句每个分支里面进行处理就好了呀,这种处理方式会使得每个分支语句里面都有相同的释放处理语句,加大了程序。

2)使用goto跳出多层循环
我们都知道break仅仅只能跳出当前循环,如果遇到多层循环需要跳出的问题,就需要每个循环都需要break一下,并且还需要内层循环传递相关信号让外层循环break掉,从而退出多层循环,这样做实在有点麻烦,而且代码结构也不好看,那么有些小伙伴就会问那我直接return掉就好了,我们来看一下下面的代码你就会有自己的决定了:

  • /**********************************
  • * Fucion: main
  • * Descri: goto跳出多层循环
  • **********************************/
  • int main(int argc, char *argv[]) {
  •     int i = 0,j = 0,k = 0;

  •     for(i = 0 ;i < 10;i++)
  •     {
  •         for(j = 0 ;j < 10;j++)
  •         {
  •             for(k = 0 ;k < 10;k++)
  •             {
  •                 //if(条件不满足)
  •                 //goto ERROR;
  •             }
  •             //if(条件不满足)
  •             //goto ERROR;
  •         }   
  •         //if(条件不满足)
  •         //goto ERROR;
  •     }
  •     return 1;
  • ERROR:
  •     //相关资源释放
  •     printf("最后一个bug\n");
  •     return 0;
  • }

  • /**********************************
  • * Fucion: main
  • * Descri: return跳出多层循环
  • **********************************/
  • int main(int argc, char *argv[]) {
  •     int i = 0,j = 0,k = 0;

  •     for(i = 0 ;i < 10;i++)
  •     {
  •         for(j = 0 ;j < 10;j++)
  •         {
  •             for(k = 0 ;k < 10;k++)
  •             {
  •                 //if(条件不满足)
  •                 //相关资源释放
  •                 //return 0;
  •             }
  •             //if(条件不满足)
  •             //相关资源释放
  •             //return 0;
  •         }   
  •         //if(条件不满足)
  •         //相关资源释放
  •         //return 0;
  •     }
  •     printf("最后一个bug\n");
  •     return 1;
  • }


3)作者对goto关键字小结
这里仅仅代码个人的使用观点:

(1)上面两个例子中我们使用goto是可以借鉴的,对程序的效率和美观有一定的效果;

(2)对于一般的程序goto语句的功能尽量简单,便于分析和代码的整洁,如果不能带来较大的优势还是尽量少用;

(3)个人平时研究控制理论,对于任何事物觉得要么是发散、要么是收敛比较好分析处理问题,对于震荡问题相对比较麻烦,所以对于如下图2种goto的使用情景我是推荐的,前面说了只要我们控制好goto的灵活度就能够为我们服务,那么我们只需要规定在一个函数中其只是单向跳转,我们对程序的把控能力就大大提高了。

微信图片_20200624095519.png


4、总结
好了,今天的内容就到这里吧,看完这个文章希望大家能够有点收获吧,也希望大家能帮忙传播传播

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