嵌入式C語言中的goto語句詳解

1 什么是goto語句？

goto語句被稱為C語言中的跳轉(zhuǎn)語句。用于無條件跳轉(zhuǎn)到其他標簽。它將控制權(quán)轉(zhuǎn)移到程序的其他部分。

goto語句一般很少使用，因為它使程序的可讀性和復(fù)雜性變得更差。

語法：

goto語句示例

讓我們來看一個簡單的例子，演示如何使用C語言中的goto語句。

打開Visual Studio創(chuàng)建一個名稱為：goto的工程，并在這個工程中創(chuàng)建一個源文件：goto-statment.c，其代碼如下所示。

執(zhí)行上面代碼，得到以下結(jié)果

2 為什么它這么不受待見？

二十幾年前，當計算機編程尚處于起步階段時，程序流程是由“GOTO”語句來控制。該類語句允許程序員對當前代碼行斷行，而直接進入另一個不同的代碼段。以下為簡單的示例，使用GOTO語句：

編程語言終究開始引入了函數(shù)的概念，即允許程序?qū)Υa進行斷行。如果已經(jīng)完成，不再使用goto語句來表示代碼的斷行。函數(shù)調(diào)用后，函數(shù)將回到下一條指令。列表2為示例。這一做法改善了程序結(jié)構(gòu)，提高了可讀性。

自此，這被視為編寫程序的正確方法。只要看到或想到goto語句,就會讓軟件工程師退縮，產(chǎn)生本能 的厭惡。其中一個主要的原因是，一個遍布goto語句的程序會讓讓人很難抓住重心，不便于對程序的理解和維護。用函數(shù)控制流程，如下所示。

而wikipedia上的解釋就是，GOTO語句一直是批評和爭論的目標，主要的負面影響是使用GOTO語句使程序的可讀性變差，甚至成為不可維護的「面條代碼」。隨著結(jié)構(gòu)化編程在二十世紀六十年代到七十年代變得越來越流行，許多計算機科學(xué)家得出結(jié)論，即程序應(yīng)當總是使用被稱為「結(jié)構(gòu)化」控制流程的命令，如迴圈以及if-then-else語句來替代GOTO。甚至在今天，許多程序風(fēng)格編碼標準禁止使用GOTO語句。
為GOTO語句辯護的人認為，加以限制地使用GOTO語句不會導(dǎo)致低質(zhì)量的代碼，并且聲稱在許多編程語言中，一些任務(wù)如果不使用一條或多條GOTO語句是無法被直接實現(xiàn)的。如有限狀態(tài)自動機的實現(xiàn)、跳出嵌套循環(huán)以及異常處理。

大概最著名的對于GOTO的批評是艾茲格·迪杰斯特拉（Edsger Wybe Dijkstra）在1968年的一篇名稱為《GOTO陳述有害論》的論文。[2]迪杰斯特拉認為不加限制地使用GOTO語句應(yīng)當從高級語言中廢止，因為它使分析和驗證程序正確性（特別是涉及循環(huán)）的任務(wù)變得復(fù)雜。另外一種觀點出現(xiàn)在高德納的Structured Programming with go to Statements [3]中，文章分析了許多常見編程任務(wù)，然后發(fā)現(xiàn)其中的一些使用GOTO將得到最理想的結(jié)構(gòu)。

這些批評在一些編程語言的設(shè)計上起到了效果。雖然Ada語言的設(shè)計者在二十世紀七十年代晚期意識到了對于GOTO的批評，這條語句仍舊被包含進去，主要是用來支持自動生成那些goto語句必不可少的代碼。[4]但是，作為goto語句目的地的標簽必須使用雙尖括號括起來（如：<>），而這個語法在其他語言中都不被使用。這使得檢查程序中g(shù)oto目的地的存在變得容易。goto語句本身使用簡單的形式goto Start_Again;.

3 goto的變形

許多語言，如C語言和Java，提供了相關(guān)的控制流語句，如break和continue，它們都是有效地被限制的goto語句。它們的作用是無條件跳轉(zhuǎn)，但是只能夠跳到循環(huán)塊結(jié)束的位置——繼續(xù)進入下一循環(huán)（continue）或者結(jié)束循環(huán)（break）。

C語言、C++和Java中的switch語句高效地實現(xiàn)了一個多路goto，跳轉(zhuǎn)目標由表達式的值來選擇。

這也導(dǎo)致了我們沒有不得不使用goto的理由。

針對這些，導(dǎo)致目前goto的使用情況是這樣的：

goto語句的結(jié)果：在C/C++等高級編程語言中保留了goto語句，但被建議不用或少用。在一些更新的高級編程語言，如Java不提供goto語句，它雖然指定goto作為關(guān)鍵字，但不支持它的使 用，使程序簡潔易讀；盡管如此后來的c#還是支持goto語句的，goto語句一個好處就是可以保證程序存在唯一的出口，避免了過于龐大的if嵌套。

另一方面，goto語句只是不提倡，當然不是禁用，那么在什么情況下可以使用goto語句呢？

4 可以考慮使用goto的情形

從多重循環(huán)中直接跳出 ；

出錯時清除資源；

可增加程序的清晰度的情況。

不加限制地使用goto：破壞了清晰的程序結(jié)構(gòu)，使程序的可讀性變差,甚至成為不可維護的"面條代碼"。經(jīng)常帶來錯誤或隱患，比如它可能跳過了某些對象的構(gòu)造、變量的初始化、重要的計算等語句。

下列關(guān)于使用goto語句的原則可以供讀者參考。

使用goto語句只能goto到同一函數(shù)內(nèi)，而不能從一個函數(shù)里goto到另外一個函數(shù)里。

使用goto語句在同一函數(shù)內(nèi)進行g(shù)oto時，goto的起點應(yīng)是函數(shù)內(nèi)一段小功能的結(jié)束處，goto的目的label處應(yīng)是函數(shù)內(nèi)另外一段小功能的開始處。

不能從一段復(fù)雜的執(zhí)行狀態(tài)中的位置goto到另外一個位置，比如，從多重嵌套的循環(huán)判斷中跳出去就是不允許的。

應(yīng)該避免像兩個方向跳轉(zhuǎn)。這樣最容易導(dǎo)致"面條代碼"。

閱讀過linux內(nèi)核代碼的同學(xué)應(yīng)該注意到，linux內(nèi)核代碼里面其實有不少地方用。

　　審核編輯：湯梓紅