C/C++: 进入 for 循环

Question

我有一个有点不寻常的情况 - 我想使用 goto 语句跳入循环，而不是跳出循环。

这样做有充分的理由 - 这段代码必须是某个函数的一部分，该函数在第一次调用后进行一些计算，返回并请求新数据，并且需要再调用一次才能继续。不能使用函数指针（明显的解决方案），因为我们需要与不支持函数指针的代码进行互操作。

我想知道下面的代码是否安全，即它会被所有符合标准的 C/C++ 编译器正确编译（我们需要 C 和 C++）。

function foo(int not_a_first_call, int *data_to_request, ...other parameters... )
{
    if( not_a_first_call )
        goto request_handler;
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        *data_to_request = i;
        return;
request_handler:
        ...process data...
    }
}

我研究过标准，但没有太多关于此类用例的信息。我还想知道从可移植性的角度来看，用等效的 while 替换 for 是否会有好处。

提前致谢。

UPD：感谢所有发表评论的人！

1. 致所有评论者:) 是的，我知道我无法跳过局部变量的初始值设定项，并且我必须在每次调用时保存/恢复 i。

2. 关于强有力的理由:)这段代码必须实现反向通信接口。反向通信是一种试图避免使用函数指针的编码模式。有时必须使用它，因为遗留代码期望您将使用它。

不幸的是，r-comm-interface 无法以良好的方式实现。您不能使用函数指针，也不能轻松地将工作拆分为多个函数。

Answer 1

看起来完全合法。

来自 C99 标准草案 http://std.dkuug。 dk/JTC1/SC22/WG14/www/docs/n843.htm中关于goto语句的部分：

[#3] EXAMPLE 1 It is sometimes convenient to jump  into  the
   middle  of  a  complicated set of statements.  The following
   outline presents one possible approach to a problem based on
   these three assumptions:

     1.  The  general initialization code accesses objects only
         visible to the current function.

     2.  The  general  initialization  code  is  too  large  to
         warrant duplication.

     3.  The  code  to  determine  the next operation is at the
         head of the loop.  (To  allow  it  to  be  reached  by
         continue statements, for example.)

           /* ... */
           goto first_time;
           for (;;) {
                   // determine next operation
                   /* ... */
                   if (need to reinitialize) {
                           // reinitialize-only code
                           /* ... */
                   first_time:
                           // general initialization code
                           /* ... */
                           continue;
                   }
                   // handle other operations
                   /* ... */
           }

接下来我们看for循环语句：

[#1]  Except for the behavior of a continue statement in the |
   loop body, the statement

           for ( clause-1 ; expr-2 ; expr-3 ) statement

   and the sequence of statements

           {
                   clause-1 ;
                   while ( expr-2 ) {
                           statement
                           expr-3 ;
                   }
           }

将两者与您的问题放在一起会告诉您，您正在跳入

i=0;

while 循环的中间。您将执行

...process data...

then

i++;

before 控制流跳转到 while/for 循环中的测试

i<n;

Answer 2

是的，这是合法的。

你所做的远没有达夫的设备那么丑陋，它也符合标准。

正如 @Alexandre 所说，不要使用 goto 来跳过具有重要构造函数的变量声明。

---

我确信您不希望在调用之间保留局部变量，因为自动变量生存期是如此重要。如果您需要保留某些状态，函子（函数对象）将是一个不错的选择（在 C++ 中）。 C++0x lambda 语法使它们更容易构建。在 C 中，您别无选择，只能将状态存储到调用者通过指针传入的某个状态块中。

Answer 3

首先，我需要说的是，你必须重新考虑以其他方式来做这件事。如果不是因为错误管理。

但如果您确实想坚持下去，则需要记住以下几点：

• 从循环外部跳转到中间不会使您的代码循环。 （查看下面的评论以获取更多信息）

• 请小心，不要使用在标签之前设置的变量，例如，参考*data_to_request。这包括在 for 语句中设置的 i，并且在跳转到标签时不会初始化。

就我个人而言，我认为在这种情况下我宁愿复制 ...process data... 的代码，然后使用 goto。如果您仔细观察，您会注意到 for 循环中的 return 语句，这意味着标签的代码永远不会被执行，除非在跳转到它的代码。

function foo(int not_a_first_call, int *data_to_request, ...other parameters... )
{
    int i = 0;
    if( not_a_first_call )
    {
        ...process data...
        *data_to_request = i;
        return;
    }

    for (i=0; i<n; i++)
    {
        *data_to_request = i;
        return; 
    }
}

Answer 4

不，你不能这样做。我不知道这到底会做什么，但我确实知道，一旦您返回，您的调用堆栈就会展开，并且变量 i 不再存在。

我建议重构。看起来您正在尝试构建一个类似于 C# 中的 yield return 的迭代器函数。也许您实际上可以编写一个 C++ 迭代器来执行此操作？

Answer 5

在我看来，你没有声明i。从声明的角度来看，完全取决于您正在做的事情是否合法，但请参阅下面的初始化

• 在 C 中，您可以在循环之前声明它或将其声明为循环变量。但如果它被声明为循环变量，那么当您使用它时，它的值将不会被初始化，所以这是未定义的行为。如果您在 for 之前声明它，则不会执行对它的 0 赋值。
• 在 C++ 中，您无法跳过变量的构造函数，因此您必须在goto 之前声明它。

在这两种语言中，都有一个更重要的问题，即 i 的值是否定义良好，以及该值是否有意义是否已初始化。

真的，如果有任何方法可以避免这种情况，就不要这样做。或者，如果这确实对性能至关重要，请检查汇编器是否确实满足您的要求。

Answer 6

如果我理解正确，您正在尝试执行以下操作：

• 第一次调用 foo 时，它需要从其他地方请求一些数据，因此它设置该请求并立即返回;
• 在每次后续调用 foo 时，它都会处理前一个请求中的数据并设置一个新请求；
• 这一直持续到 foo 处理完所有数据为止。

我不明白为什么在这种情况下你根本需要 for 循环；每次调用只需循环一次（如果我理解这里的用例）。除非i已被声明为static，否则每次都会失去它的值。

为什么不定义一个类型来维护函数调用之间的所有状态（例如 i 的当前值），然后围绕它定义一个接口来设置/查询您需要的任何参数：

typedef ... FooState;

void foo(FooState *state, ...)
{
  if (FirstCall(state))
  {
    SetRequest(state, 1);
  }
  else if (!Done(state))
  {
    // process data;
    SetRequest(state, GetRequest(state) + 1);
  }
}

Answer 7

for循环的初始化部分不会发生，这使得它有些多余。您需要在 goto 之前初始化 i。

int i = 0 ;
if( not_a_first_call )
    goto request_handler;
for( ; i<n; i++)
{
    *data_to_request = i;
    return;
request_handler:
    ...process data...
}

然而，这确实不是一个好主意！

无论如何，代码都是有缺陷的，return 语句绕过了循环。就目前情况而言，它相当于：

int i = 0 ;

if( not_a_first_call )
    \\...process_data...

i++ ;
if( i < n )
{
    *data_to_request = i;
}

最后，如果您认为需要这样做，那么您的设计就有缺陷，并且从片段中发布了您的逻辑。