C/C++：进入 for 循环

Question

我有一点不寻常的情况 - 我想使用 goto 语句来跳进入循环，而不是从中跳出。

这样做有充分的理由 - 此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，返回新数据请求并需要再次调用才能继续。不能使用函数指针（显而易见的解决方案），因为我们需要与不支持函数指针的代码互操作。

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，将 for 替换为等效的 while 是否有益。

提前致谢。

UPD：感谢所有发表评论的人！

1. 致所有评论者 :) 是的，我知道我不能跳过局部变量的初始化程序，而且我必须在每次调用时保存/恢复 i。

2. 关于强项的原因:) 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，因为遗留代码希望您将使用它。

不幸的是，r-comm-interface 不能很好地实现。您不能使用函数指针，也不能轻易地将工作拆分为多个函数。

Answer 1

看起来完全合法。

来自 goto 语句部分中的 C99 标准草案http://std.dkuug.dk/JTC1/SC22/WG14/www/docs/n843.htm：

[#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，我们看一下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告诉您您正在跳过

i=0;

进入while循环的中间。你会执行

...process data...

然后

i++;

在控制流跳转到 while/for 循环中的测试之前

i<n;

Answer 2

是的，这是合法的。

您正在做的事情远没有例如丑陋。 Duff 的设备，也符合标准。

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

---

我敢肯定，您不会期望局部变量在调用中被保留，因为自动变量生命周期是如此重要。如果您需要保留一些状态，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，我需要说您必须重新考虑以其他方式执行此操作。如果不是 error management，我现在很少看到有人使用 goto。

但如果你真的想坚持下去，你需要记住以下几点：

• 从循环外部跳到中间不会使您的代码循环。 （查看下面的 cmets 了解更多信息）

• 小心不要使用设置在标签之前的变量，例如引用*data_to_request。这包括ii，它是在for 语句中设置的，并且在您跳转到标签时不会被初始化。

就个人而言，我认为在这种情况下，我宁愿复制...process data... 的代码，然后使用 goto。如果你仔细观察，你会注意到 for 循环中的 return 语句，这意味着标签的代码将永远不会被执行，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。看起来您非常想在 C# 中构建类似于 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，这完全取决于您在做什么合法，但请参阅下面的初始化

• 在 C 语言中，您可以在循环之前声明它或将其声明为循环变量。但是如果它被声明为循环变量，它的值在你使用时不会被初始化，所以这是未定义的行为。如果你在for 之前声明它，0 的赋值将不会被执行。
• 在 C++ 中，您不能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，您有一个更重要的问题，即 i 的值是否定义良好，并且如果该值有意义则初始化。

真的，如果有任何方法可以避免这种情况，请不要这样做。或者，如果这真的非常非常关键，请检查汇编器是否真的能满足您的要求。

Answer 6

如果我理解正确，您正在尝试按以下顺序做某事：

• 第一次调用foo，它需要从其他地方请求一些数据，所以它设置了那个请求并立即返回；
• 在每次后续调用 foo 时，它都会处理来自前一个请求的数据并设置一个新请求；
• 这会一直持续到foo 处理完所有数据。

我不明白为什么在这种情况下你需要for 循环；每次调用你只迭代一次循环（如果我理解这里的用例）。除非i 被声明为static，否则你每次都会失去它的价值。

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...
}

但是，这真的不是一个好主意！

代码在任何情况下都是有缺陷的，return 语句绕过了循环。就目前而言，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，并且从片段中也发布了您的逻辑。