C中goto的使用

Question

我有一个状态机和一些回调机制，任务运行器会调用函数。在此背后，有一个有四种状态的状态机，其中有些互斥，而其他一些可以组合，这使得规则集相当复杂。如果尝试任何非法操作，则其中一个函数应该向用户显示错误消息（此处为了简单起见使用 printf）：

static int state1 = 0;
static bool switch2 = 1;

void do_stuff(int value){
    int errorCode = 0;
    if(state1 == 1){ 
        errorCode = -1;
        goto ERROR;
    }
    if(state1 == 2 && switch2)
    {
        errorCode = 2;
        goto ERROR;
    }


    printf("No error!");
    return;
ERROR:
    printf("%d", errorCode);
}

这是我能想到的最短、最简明的方式，但一直强调使用goto是件坏事。有没有更好的解决方法？或者这是在稳定性和可维护性方面最好的方式了呢？

- Curunir

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使用goto语句来实现状态机是可以接受的（躲起来不被攻击）。但你的代码混合了状态变量和goto语句，我不喜欢这样。 - john

你不仅在滥用 goto，而且你所做的只是一个低劣版本的异常处理。定义自己的异常类，其中包括你的 errorCode 值并进行 throw 抛出。 - tadman

@Jarod42，你能给个例子吗？我不太理解。 - Curunir

@EdHeal，我重新标记了这个问题，因为代码不是C++。 - SergeyA

“使用goto是一件坏事”是一个普遍存在的过度概括，这是令人遗憾的。在C和尤其是C++中总是有替代方案。通常情况下，特别是在C++中，有更好的替代方案。然而，在“通常”和“总是”之间的空白中，有些情况下，谨慎、策略性地使用goto是可用的最清晰、最明确的替代方案。因为教条主义的信念认为goto是不好的，而拒绝了最干净、最清晰的代码，这不是一个理性的决定。 - John Bollinger

Answer 1

"goto很少是控制流程的正确解决方案。虽然在某些情况下使用goto是合理的，但在这个特定的函数中，您可以将控制流重构为像这样的if-else分支："

void do_stuff(int value)
{
    int errorCode = 0;

    if (state1 == 1)
    { 
        errorCode = -1;
    }
    else if (state1 == 2 && switch2)
    {
        errorCode = 2;
    }
    else // unconditional case for no errors
    {
        printf("No error!");
        return;
    }
    printf("%s", errorCode);  // if control reaches here, print the error
}

- cigien

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他可以。但请指出“goto”存在的问题。我没有看到很大的改进，也没有看到任何针对“goto”的强有力论据。 - Cheatah

@Cheatah 我的回答只是基于（就像问题一样）“goto”是有害的这一前提来回答问题：“是否有更好的方法？”此外，个人认为不使用“goto”确实是一个重大改进。通常情况下，我觉得应该强调使用“goto”的理由，而不是相反。 - cigien

@cigien 双方都有可能发生。有时候，你会看到在代码中尽力避免使用 goto 的体操，而实际上使用 goto 可以简化代码。因此，通常取决于具体的用例，而不是需要证明哪种方式更好。 - P.P

@P.P 很好。我倾向于偏向一侧，但我理解你的观点。至少在这种情况下，似乎没有使用goto的理由，而替代方案非常易读。 - cigien

这个解决方案很复杂，只是看起来比较干净，因为在每个错误情况下都没有清理代码。 - Acorn

@Acorn 当然，我只是展示了对于原帖的一个解决方案。如果原帖中的代码不同，那么使用 goto 可能会更加简洁，但这取决于具体的代码。 - cigien

Answer 2

据我所知，您正在使用“goto”来处理错误，而不是状态机。

对于错误处理，使用“goto”实际上是非常有用且优选的，而不是使用复杂的条件链。它允许您执行手动RAII而不重复代码：

int do_stuff(...)
{
    ... = f1(...);
    if (...)
        goto ERROR_f1;

    ... = f2(...);
    if (...)
        goto ERROR_f2;

    ... = f3(...);
    if (...)
        goto ERROR_f3;

    // Success
    return ...;

ERROR_f3:
    undo_f2(...);

ERROR_f2:
    undo_f1(...);

ERROR_f1:
    return ...;
}

- Acorn