与调用函数相比，goto 语句是否有效？ [关闭]答案

【问题标题】：Are goto statements efficient when compared to calling functions? [closed]与调用函数相比，goto 语句是否有效？ [关闭]
【发布时间】：2012-12-20 20:20:05
【问题描述】：

我在这里有以下 C++ 代码：

#include <iostream>

int main(int argc, const char * argv[])
{
    goto line2;
line1:
    std::cout << "line 1";
    goto line3;
line2:
    std::cout << "line 2";
    goto line1;
line3:
    std::cout << "line 3";
    goto line4;
line4:
    std::cout << "Hello, World!\n";
    return 0;
}

如果我制作了一个更大的程序，比如说 10,000 行代码，并且我决定永远不会使用我自己编写的函数，我只会使用 goto 语句。我只使用全局变量。我在最佳实践方面有点疯狂，但它有一个非常具体的目的。问题是，使用 goto 语句跳转是否有效？如果我有 1000 个 goto 标签怎么办？

goto 语句是否直接转换为机器代码，告诉计算机只是跳转到不同的内存地址？与调用函数的成本相比，这样在机器中跳转的成本是否更低？

我想知道，因为我想编写一个非常高效的程序来进行一些计算，并且我需要非常高效，而无需求助于汇编/机器代码。

无需告诉我，就维护、代码的可理解性、最佳实践而言，这是一个坏主意，我非常清楚这一点，我只是希望得到这个问题的答案。我不想在函数调用好用还是 goto 好用之间争论。

为了澄清这个问题，在这种仅将 goto 用于 10,000 行程序的情况下，我担心它与使用函数的传统程序相比如何。有多种方法可以比较和对比这两个程序，例如 CPU 缓存将如何执行。如果没有函数调用，它将提供什么样的节省。如果没有调用堆栈，这将如何影响 CPU 缓存，因为 CPU 缓存通常会保持堆栈关闭。因此，是否会出现由于未正确使用缓存而导致性能下降的情况。与时间效率方面的跳跃相比，调用函数的实际成本是多少。有很多方法可以在效率方面比较和对比两种编程风格。

【问题讨论】：

请不要这样写代码。永远。
为什么每个人都觉得有必要告诉我这个？...我已经在商业上编写代码超过 15 年，并在 12 岁时开始编程，我从来没有写过这样的代码。除了在这种特殊情况下，对于我自己的项目。
有趣的是，每个看到这个问题的人都会立即想到“哦，不，gotos，那是邪恶的”，但您没有考虑到这样做有一些充分的理由。我正在开发一种编译为 C++ 代码的计算机语言，并且需要使用 Goto 语句将执行转移到语言的不同部分。你知道 C++ 用于编译成 C 代码然后由 C 编译器编译吗？ Coffeescript 编译为 Javascript 并作为 Javascript 执行。如果我在代码中使用跳转到许多不同位置，我正在开发的语言更容易编译为 C++。
请记住，计算机只是一台执行指令的机器，我们如何使用它取决于我们。
我不是说“gotos 那是邪恶的”我是说“gotos 而不是函数调用，那是邪恶的”我编写了使用 gotos 的代码，你不能真正将 C++ 编译为 C使用当前版本的语言，至少效率不高。你打算写的正是促使“Goto被认为是有害的”论文的那种东西。

标签： c++ c assembly goto machine-code

【解决方案1】：

goto 语句是否直接转换成机器码，告诉计算机只是跳转到不同的内存地址？

是的。

与调用函数的成本相比，这样在机器中跳转的成本是否更低？

是的。

但是，当编译器看到函数调用时，它不必实际生成代码来调用函数。它可以利用函数的核心并将它们固定在调用所在的位置，甚至不会跳转。所以调用函数会更有效率！

此外，您的代码越小，效率就越高（一般来说），因为它更可能适合 CPU 缓存。编译器可以看到这一点，并且可以确定函数何时较小最好内联，或者何时较大最好将其分离并使其成为真正的函数，以生成最快的代码（如果您将其设置为生成最快的代码）。您看不到这一点，因此您猜测并且可能猜错了。

这些只是一些显而易见的。编译器可以做很多其他的优化。让编译器决定。它比你聪明。它比我聪明。 编译器无所不知。说真的，Cthulhu 可能是一个编译器。

你说过不要，但我要说：我强烈建议你在决定这样做之前配置你的代码，我几乎可以保证这不值得你花时间。编译器（其中大多数是接近 AI 级别的智能）可能可以通过常规函数调用生成同样快或更快的代码，更不用说维护方面了。

【讨论】：

优化不仅仅是避免函数调用重载。很好，你提到了 CPU 缓存的事情。
@Krishnabhadra 是的，我并不是说这是编译器所能做的。我会记下来的。
我非常不喜欢回答说“编译器比你更聪明”的优化问题。现在可能是真的，但让它成为假并不需要太多。在很大程度上，编译器远非智能。它们只是快速而持久。关于代码大小的第二段也具有误导性；相对于具有高级代码知识的合格程序员而言，编译器实际上处于严重劣势。但是，尽管我不同意大部分答案，但内联主要针对函数执行的基本观点是正确的。

【解决方案2】：

1) 问题是，使用 goto 语句跳转是否有效？如果我有 1000 个 goto 标签怎么办？

从您的带有 4 个goto 标签的小示例中，您来回跳转，不，它在性能方面效率不高。为了避免函数调用机制的开销，此方法禁用了编译器会自动为您执行的许多其他优化。我没有列出它们，但this 值得一读。

2) goto 语句是否直接转换成机器码，告诉计算机跳转到不同的内存地址？

是的（正如其他人正确指出的那样）

3) 与调用函数的成本相比，这样在机器中跳转的成本是否更低？

是的，只有当你的编译器是历史前的，并且没有内置任何优化机制时。否则否。

我不是在谈论最佳实践..

【讨论】：

请考虑 10,000 行代码中的 1000 个 goto 语句。
@Phil 再次（正如他在评论中指出的那样），没有人可以回答这个问题 1）没有看到你的 10,000 行代码（但我不想看到它）2）了解编译器/machine 你运行这个 3)你正在启用/禁用的编译器优化.. 我们只能这样说 - 在正常情况下，使用现代编译器，程序员不必担心函数调用机制的开销。同样，这取决于编译器。

【解决方案3】：

很难准确回答您的查询，这取决于您的程序的复杂性和其中使用的 goto 语句。

goto 语句等价于无条件跳转指令（例如 jmp ）。 goto 的范围将在文件内。

Ritchie 建议避免使用 goto 语句，如果仍想/必须使用 goto 语句，则使用自顶向下的方法，不要使用自底向上的方法。

这些是教科书的详细信息。

实际上，您应该非常确定在哪里使用 goto 语句以及在 goto 跳转后您的程序流将在哪里，否则正如您提到的 1000 条 goto 语句，您也很难决定程序流，忘记其他。因此，进一步改进您的程序将非常非常困难。

还有很多其他工具，例如循环、条件语句、break 和 continue 语句、函数等，可以帮助您避免此类问题。

希望对你有帮助.....

【讨论】：

查询 ----> goto 语句是否直接转换为机器代码，告诉计算机只是跳转到不同的内存地址？ repy ----> goto 语句等同于无条件跳转指令（例如 jmp ）。 goto 的范围将在文件内。
查询 ------> 问题是，使用 goto 语句跳转是否有效？如果我有 1000 个 goto 标签怎么办？答案-------> 实际上，您应该非常确定在哪里使用 goto 语句以及在 goto 跳转后您的程序流程将在哪里，否则正如您提到的 1000 个 goto 语句，您也很难决定程序流程，忘记别人。因此，进一步改进您的程序将非常困难。

【解决方案4】：

简而言之，'GoTo' 语句可能很有效，但这就是它们的实际使用方式。根据 Herbert Schildt（C++ from the GROUND UP）的说法，“没有需要使用 goto 语句的编程情况——它不是使语言完整的必要项。”归根结底，许多程序员不喜欢该语句的主要原因是 goto 语句往往会使您的代码混乱和/或使其非常难以阅读，因为根据名称，goto 可以从一个地方跳到另一个地方。话虽如此，有时 goto 语句可以减少混乱并提高代码效率，但这完全取决于您如何使用它们以及使用它们的上下文。就个人而言，我建议使用函数调用，与几个 goto 语句相反；其他人可能不同意。

【讨论】：

谢谢，礼貌-我知道这一点。我不想在 goto 和函数调用之间展开辩论。
大声笑，是的，我看到你的最后一行有点晚了，我很抱歉。

【解决方案5】：

是的，从 goto 生成的机器代码将是一个直接的 JUMP。这可能会比函数调用更快，因为不需要对堆栈做任何事情（尽管没有任何要传递的变量的调用将被优化为可能同样快）。

当这段代码出现问题时，上帝会帮助你。或者当其他人必须维护它时。

【讨论】：

或者当其他人必须维护它时..哎哟..
这是一个严重的过度简化。编译器执行称为优化的事情。我敢打赌，编译器会在使用函数时生成更优化的代码，而不是包含 1000 个 goto 的 10,000 行代码。
如果你再看一遍我所说的，你会发现我试图小心不要过度简化优化器将实现或不会实现的目标。
@krishnabhadra。一旦这成为一段不平凡的代码，它可能会比函数调用快一点。一段不平凡的代码将包含足够多的变量，编译器不会优化掉或内联所有函数调用。结果，堆栈将偶尔被压入或弹出。这不会更快。并不意味着 goto 更好。事实上恰恰相反。
+1 有很多评论的人似乎对代码优化或编译器如何处理 goto 一无所知。

【解决方案6】：

goto 语句是否直接翻译成机器码告诉计算机只是跳转到不同的内存地址？

差不多。

当机器像这样跳来跳去时，这是不是成本更低？与调用函数的成本相比？

函数调用将进行非常相似的跳转，但在跳转之前，您必须为新函数设置新的堆栈框架，根据调用约定推送参数，并在结束时设置提高任何返回值并展开。是的，不这样做可能会更快。

我有点疯了

是的。

【讨论】：