Оператор go to c: оператор goto в C / C ++

Безусловный оператор goto в языке С

C, C++, Java, Assembler

• Новости
• Язык С/C++
  • 1. Структура программы
  • 2. Алфавит
  • 3. Основные типы…
    • 3.1. Константы
      • 3.1.1. Целые константы
      • 3.1.2. Вещественные…
      • 3.1.3. Символьные…
      • 3.1.4. Строки
    • 3.2. Переменные
      • 3.2.1. Имена переменных
      • 3.2.2. Описание…
      • 3.2.3. Инициализация…
      • 3.2.4. Модификаторы…
  • 4. Операции и…
    • 4.1. Арифметические…
    • 4.2. Операции…
    • 4.3. Отношения и…
    • 4.4. Поразрядные…
    • 4.5. Операции…
    • 4.6. Преобразование…
    • 4.7. Операция размер
    • 4.8. Операция запятая
    • 4.9. Условные выражения
    • 4.10. Приоритеты…
  • 5. Операторы
    • 5.1. Виды операторов
    • 5.2. Оператор-выражение
    • 5.3. Условный оператор…
    • 5.4. Безусловный…
    • 5.5. Оператор выбора…
    • 5.6. Оператор разрыва…
    • 5.7. Оператор цикла while
    • 5.8. Оператор цикла do…
    • 5.9. Оператор цикла for
    • 5. 10. Оператор…
  • 6. Ввод-вывод данных
    • 6.1. Ввод-вывод символа
    • 6.2. Форматный вывод
    • 6.3. Форматный ввод
    • 6.4. Ввод – вывод…
  • 7. Производные…
    • 7.1. Указатели и ссылки
      • 7.1.1. Описание…
      • 7.1.2. Указатели и…
      • 7.1.3. Операция взятия…
      • 7.1.4. Операция…
      • 7.1.5. Инициализация…
      • 7.1.6. Адресная…
      • 7.1.7. Ссылки
    • 7.2. Массивы
      • 7.2.1. Описание массивов
      • 7.2.2. Инициализация…
      • 7.2.3. Доступ к…
      • 7.2.4. Строки символов
      • 7.2.5. Приёмы обработки…
    • 7.3. Перечисления

GOTO or not GOTO вот в чём вопрос / Хабр

«Спор возможен там, где истина закрыта. В бесплодных спорах можно бесконечно обсуждать, что в комнате находится закрытой дверью. Но стоит дверь открыть, и ясно станет всем и спорить не о чем, коль каждый истину увидеть сможет»

Владимир Мегре

Статья посвящается Зацепину П.М., выдающемуся инженеру Алтайского государственного университета, под чьим чутким руководством многие студенты, включая автора статьи, постигали магию инженерного творчества.

Введение

Спор о возможности использования в программах оператора GOTO ведётся уже очень давно (официальным его началом признана статья Дейкстры «О вреде оператора GOTO», опубликованная в 1968 году [2]). Через три года мы будем праздновать 50-летний юбилей этого спора. Это хороший повод, чтобы наконец-то «расставить все точки над i» и прекратить спор.

Цитата в эпиграфе выбрана неслучайно. Она в точности отражает текущую ситуацию в споре про GOTO. В нашем случае «комната за закрытой дверью» – это понятная всем постановка задачи. Пока, к сожалению, такой постановки задачи озвучено не было, поэтому споры и не угасают. Противоборствующие стороны спорят хоть и о схожих, но всё-таки о разных вещах, поэтому и не могут найти компромисса.

Давайте займём в этом споре нейтральную сторону, и беспристрастно во всём разберёмся. Рассмотрим доводы «противников» и «защитников» оператора GOTO и решим, «кто из них прав, а кто виноват».

Почему ведутся споры

Как уже было отмечено выше, споры о возможности использования в программах оператора GOTO ведутся из-за отсутствия понятной всем постановки задачи. Грубо говоря, одна из сторон доказывает, что дерево плавает, а другая, что кирпич тонет. Естественно, что при такой постановке каждая из сторон уверена в своей правоте и будет вечно её отстаивать.

Противники GOTO уповают на правила хорошего тона. Именно здесь и спрятан ключ от «закрытой двери», т.к. существуют, по крайней мере, три правила хорошего тона: «хороший тон в структурировании», «хороший тон в быстродействии» и «хороший тон в компактности», но противники GOTO учитывают только один из них.

Защитники GOTO уповают на требования заказчика, где, среди прочих не редко встречаются пункты, связанные с быстродействием и компактностью программы. При такой постановке одним правилом хорошего тона не обойтись – приходится искать компромиссное решение. В результате такого решения в программе иногда и появляется оператор GOTO.

В данном случае кирпич от бревна отличить сложно, т.к. в последнее время при разработке программ быстродействию и компактности уделяется всё меньше внимания. Но это ещё не повод для их полного игнорирования, т.к. на любой спрос должно быть своё предложение.

Озвученная точка зрения весьма поверхностна, т.к. не учитывает деталей спора. Чтобы сформулировать объективную постановку задачи, необходимо рассмотреть аргументы и контраргументы каждой из сторон. Этим мы сейчас и займёмся. Жирные буквы З – это аргументы защитников GOTO, а жирные буквы П – это аргументы противников GOTO.

Доводы «противников» GOTO

1. Использование GOTO – плохой тон.

З: Это неаргументированное заявление, поэтому спорить здесь нет смысла.

2. Самый плохой тон – возвращение с помощью метки назад.

З: Действительно, так использовать GOTO нельзя, так же как нельзя его использовать и для перехода в другой блок области видимости – можно или оставаться в текущем, или выходить из него. Если следовать двум этим правилам, то использовать GOTO можно.

3. GOTO – избыточный оператор. Его легко можно заменить циклами и условиями.З: Если на то пошло, то из языка можно выкинуть практически все операторы.

С точки зрения структурного программирования из языка можно вообще выкинуть все операторы, оставив только while и оператор присваивания. [1] В таком случае программы будут хоть и объёмными, но понятными. Если бы на практике внимание уделялось только структуре программы, то такой шаг был бы обоснованным, но в реальных задачах есть ещё требования на быстродействие и компактность, а этого одним оператором добиться невозможно.

GOTO – признак не кривизны кода, а кривизны языков, в которых без него порой никак (C, C++, C#, Pascal, Java, etc) и кривизны профанации под названием «структурное программирование» с его т.н. «циклами с предусловиями», «циклами с постусловиями» и «ветвлениями», которые являются не элементарными конструкциями, а типовыми паттернами, в которые задача не всегда удобно ложится.

Неудобство заключается в том, что если задача не ложится в эти паттерны идеально, то появляется избыточный код, который в некоторых случаях не удовлетворяет требованиям компактности и быстродействия.

4. Вирт и Дейкстра говорят, что GOTO это плохо. [2, 3]З: Авторитетные мнения достойны внимания, но то, что говорят авторитеты, не есть истина в последней инстанции. Недаром в учёной среде бытует фраза «Если уважаемый учёный говорит, что «это сделать возможно», то он скорее всего прав, а если говорит, что «это сделать невозможно», то скорее всего не прав».

Есть и такие авторитеты, которые высказываются в пользу GOTO, например, Дональд Кнут [4], Фредрик Брукс. [5] Но при решении задачи более целесообразно опираться не на мнение авторитетов, а на здравый смысл.

5. GOTO аннулирует многие возможности компилятора по оптимизации управляющих структур, из-за чего код становится медленней и объёмней. [2]

З: Эта проблема никоим образом не связана с GOTO, т.к. оптимизация производится на уровне машинных кодов. Да, GOTO вставляет в машинный код инструкцию перехода, которая препятствует оптимизации кода, но те же самые инструкции вставляют и условный оператор, и операторы цикла.

Доводы «защитников» GOTO

1. Группа взаимоисключающих условий.Пример кода…

if(objectA.nValue == objectB.nValue)
{
	...
	goto END;
}
if(objectC.nValue == objectD.nValue)
{
	...
	goto END;
}
if(objectE.nValue == objectF.nValue)
{
	...
	goto END;
}
END: ...

if(objectA.nValue == objectB.nValue)
{
}
else if(objectC.nValue == objectD.nValue)
{
}
else if(objectE.nValue == objectF.nValue)
{
}
…

П: В данном случае GOTO структуру программы не портит, но в таком построении нет практической необходимости, т.к. то же самое можно организовать через if/else.

З: Заменить приведённый код на if/else можно только в том случае, если перед завершением не выполняется дополнительных операций.

П: Дополнительные операции можно вынести в отдельную функцию и вызывать её в каждой ветке.

З: Вынос дополнительных операций в отдельную функцию снизит быстродействие программы, а в некоторых случаях это недопустимо.

П: Отдельную функцию можно оформить в виде inline-функции, тогда на быстродействии это никак не скажется.

З: Но тогда программа будет занимать больше памяти. А это тоже в некоторых случаях может противоречить задаче.

В результате этого спора во многих языках были введены процедуры завершения и механизм структурной обработки исключений. Эти инструменты работают немного медленнее GOTO, но более наглядны, поэтому для большинства задач их вполне хватает. Но, опять же, существуют задачи, где критично и это «немного», – в них использование GOTO видится целесообразным.

2. Принцип вселенской причинности – если где-то есть GOTO, значит он там нужен.

Новый язык появляется не с бухты-барахты. Перед разработчиками языков программирования стоит непростая задача – удовлетворить все запросы программистов, и учесть общепринятые парадигмы. Абсурдно предполагать, что в языке будет реализована концепция, которая никому не нужна. Если в качестве примера рассмотреть Си, то вообще все вопросы отпадают, т.к. при анализе языка складывается такое ощущение, что за каждый новый введённый в язык оператор разработчики должны были заплатить из своего кармана по 5000 долларов… а оператор GOTO там есть.

3. Выход из множества циклов одновременно.

П: Классический аргумент. Против него не поспоришь.

4. Конечные автоматы (пример кода).

state_1:
	switch (signal)
	{
	case 1: goto state_5;
	case 2: goto state_10;
	case 3: goto state_8;
	}
state_2:
	switch (signal)
	{
	case 7: goto state_37;
	case 10: goto state_1;
	case 9: goto state_100;
	}

	// Достойных реализаций без GOTO не обнаружено.

5. Ещё один пример.Пример кода…

for (int i=0;i<n1;++i)
{
	for(int j=0;j<n2;++j)
	{
		if(come_condition1) goto next1;

	for(int k=0;k<n3;++k)
	{
		if(come_condition2) goto next2;
 	}
	// some code
	}
	next2:
// some code}
next1:
// some code
}

inline void doSomeActivityInFor()
{
	for(int i=0;i<n1;++i)
	{
		for(int j=0;j<n2;++j)
		{
			if(come_condition1) return;

			if (some_condition3(i,j)
			{
				break;
			}
			// some code
		}
		// some code
}

inline bool some_condition3(i,j)
{
	for(int k=0;k<n3;++k)
	{
		if(come_condition2()) return true;
	}
	return false;
}

П: Приведённый код выполняется с той же скоростью и занимает столько же памяти, что и код с GOTO.

З: Данный пример лишний раз показывает, что нужно более внимательно подходить к разработке алгоритма. Использование GOTO в программах допустимо, но не нужно из одной крайности бросаться в другую.

Подведём итоги

Толпы религиозных фанатиков команды квалифицированных программистов часто отказываются от оператора GOTO, даже когда его использование целесообразно с точки зрения эффективности и наглядности программы.

Плохой тон в программировании? Если учитывать только «тон структурирования», то да. Но ведь ещё есть «тон быстродействия» и «тон компактности», поэтому нужно искать компромисс между ними. [6] Программисты «работающие в песочнице», как правило, решают задачи, в которых не приходится задумываться об экономии ресурсов, отсюда и вытекает недопонимание.

Игнорировать «тон структурирования» тоже нельзя, т.к. программу в любом случае придётся дорабатывать, и если в ней будет запутанная структура, то возникнут ненужные затраты. Как и в любых других практических решениях оптимальным является компромиссный вариант: использование GOTO разрешено, но со следующими оговорками:

1. Переходить можно только вперёд.
2. Заходить в блоки категорически нельзя (либо оставаться, либо выходить).

Скорее всего, байки про вредность оператора GOTO придуманы для начинающих программистов, чтобы они не пользовались им во время обучения. Студенты, изучая в вузах структурное программирование и конструкции языка, знают, что GOTO – это зло. Но когда возникает конкретная задача нужно исходить из неё, а не из шаблонов, которые предоставляет язык программирования. Редко бывает, что практической задаче соответствует конкретный шаблон. GOTO как раз и помогает подогнать существующие шаблоны под решаемую задачу.

Благодарности

Я благодарен людям, которые поделились со мной информацией и своими мыслями по поводу оправданности использования в программах оператора GOTO. Без вашей помощи статья выражала бы однобокое мнение единственного человека, т.е. меня. Вместе с вами нам удалось поддержать конструктивный спор, в результате которого проявился однозначный ответ на тему, волнующую большое число программистов. Кто же эти люди? Вот они:Благодарю Дмитрия Леонова за создание сайта bugtraq.ru и за то, что ему удалось сплотить большое количество высококлассных специалистов на своём форуме. Именно на этом форуме развернулась самая интересная дискуссия. Благодарю людей, принявших участие в дискуссии на этом форуме:

Благодарю OlegY, Heller, Zef за примеры кода, где использование GOTO оправдано.

Благодарю HandleX за философские мысли о нужности GOTO при решении практических, а не теоретических задач.

Благодарю amirul за озвучивание правил применения GOTO.

Благодарю AMMOmium за мысль о «байках-страшилках» для начинающих программистов.

Благодарю команду программистов с форума codenet.ru за показательный пример классического спора, а именно следующих лиц: nilbog, koderAlex, OlgaKr, kerdan, kosfiz3A3-968M, IL84, fanto, Sanila_san, nixus, green, newonder.

PS. Спасибо за внимание. Буду рад комментариям; вопросы и возражения также приветствуются.

Библиография

1. Р. Лингер, Х. Миллс, Б. Уитт. Теория и практика структурного программирования. – М.: Мир, 1982.-406с.
2. Edsger W. Dijkstra. Go To Statement Considered Harmful // Communications of the ACM 11, March 1968. 147-148.
3. Niklaus Wirth. Good Ideas, through the Looking Glass // Computer, V. 39, No 1, January 2006.
4. Donald E. Knuth. Structured Programming with go to Statements // Computing Surveys, V.6, No.4. December 1974.
5. Фредерик Брукс. Мифический человеко-месяц или как создаются программные системы.: Пер. с англ. – М.: Символ-Плюс, 2001.-304с.
6. Карев А.А. Код #кода.

GOTO — это… Что такое GOTO?

GOTO (англ. go to — «перейти к») — в некоторых языках программирования — оператор безусловного перехода (перехода к определённой точке программы, обозначенной номером строки либо меткой). В более широком смысле, под «GOTO» подразумевают любой такой оператор, даже если в рассматриваемом языке он называется по-другому. В компилируемых языках GOTO можно рассматривать как основную операцию по передаче управления из одной части программы в другую, поскольку компилятор переводит все остальные операторы перехода в форму, аналогичную GOTO.

Функциональность

В абсолютном большинстве языков программирования, поддерживающих его использование, оператор GOTO состоит из двух частей: собственно имени оператора и метки, маркирующей целевую точку перехода в программе, то есть имеет вид GOTO метка. Метка, в зависимости от правил языка, может быть либо числом (как, например, в классическом Бейсике), либо правильным идентификатором используемого языка программирования. Чтобы оператор перехода был корректным, необходимо наличие в тексте программы места, помеченного той же самой меткой, которая использована в данном операторе. Пометка может выглядеть по-разному, например, в языке Паскаль она имеет вид метка: (то есть имя метки, за которым следует двоеточие), возможны и другие соглашения.

Выполнение оператора перехода состоит в том, что следующим после него будет выполнен тот оператор программы, который стоит в тексте непосредственно за помеченным меткой местом (оператор, помеченный меткой), и далее будут последовательно выполняться операторы, расположенные после него (разумеется, до следующего оператора перехода, ветвления или цикла). В случае машинных языков (ассемблеров или непосредственно машинного кода) технический смысл команды перехода элементарен: она записывает в регистр процессора, хранящий адрес следующей выполняемой команды, адрес команды, помеченной меткой.

Распространение

GOTO имеется в таких языках, как Фортран, Алгол, КОБОЛ, Бейсик, Си, C++, C#, D, Паскаль, Perl, Ада, PHP, а также во многих других. GOTO присутствует также во всех языках ассемблера в форме JMP, JUMP или BRA (от англ. branch — ветвь) и используется там чрезвычайно активно. Свобода использования оператора GOTO в различных языках сильно различается. Если в ассемблерах или языках типа Фортрана он может применяться произвольно (допускается передача управления внутрь ветви условного оператора или внутрь тела цикла, а иногда и процедуры), то в более поздних языках высокого уровня его использование ограничено: как правило, с помощью GOTO запрещено передавать управление между различными процедурами и функциями, внутрь выделенного блока операторов, между ветвями условного оператора и оператора множественного выбора.

GOTO отсутствует в некоторых языках высокого уровня, например в Forth (но может быть реализовано средствами самого языка). В Паскаль GOTO первоначально включён не был, но недостаточность имеющихся языковых средств вынудила Никлауса Вирта его добавить. В более поздних своих языках Вирт всё же отказался от GOTO: этого оператора нет ни в Модуле-2, ни в Обероне и Компонентном Паскале. В Java есть зарезервированное слово goto, но оно не несёт никаких функций — оператора безусловного перехода в языке нет. Однако переход осуществить можно. При этом в языке сохранились метки — они могут применяться для выхода из вложенных циклов операторами break и continue.

Критика

Оператор GOTO в языках высокого уровня является объектом критики, поскольку чрезмерное его применение приводит к созданию нечитаемого «спагетти-кода». Впервые эта точка зрения была отражена в статье Эдсгера Дейкстры «Доводы против оператора GOTO»^[1], который заметил, что качество программного кода обратно пропорционально количеству операторов GOTO в нём. Статья приобрела широкую известность как среди теоретиков, так и среди практиков программирования, в результате чего взгляды на использование оператора GOTO были существенно пересмотрены. В своей следующей работе Дейкстра обосновал тот факт, что для кода без GOTO намного легче проверить формальную корректность.

Код с GOTO трудно форматировать, так как он может нарушать иерархичность выполнения (то есть парадигму структурного программирования), и потому отступы, призванные отображать структуру программы, не всегда могут быть выставлены правильно. GOTO также аннулирует многие возможности компилятора по оптимизации управляющих структур^[2].

Некоторые способы применения GOTO могут создавать проблемы с логикой исполнения программы. Так, например:

• В языках, имеющих блочную структуру, допускающую описание в каждом блоке своих локальных переменных (например, в C или C++), передача управления внутрь блока «обходит» часть описаний этих переменных. Соответственно, может быть пропущено выделение памяти и вызов конструкторов для некоторых локальных переменных. По завершении блока будет происходить (в случае C++) вызов деструкторов для всех объявленных в блоке переменных, после чего — автоматическое удаление локальных переменных из памяти. В результате, как минимум, будут вызваны деструкторы для переменных, для которых не вызывались конструкторы, а в худшем случае произойдёт попытка освобождения не выделенной памяти, что вызовет ошибку.

  if (a > 0) {goto inner};
  ... // какие-то команды
  {
    X ax = X(a);
    ... // какие-то команды
  inner:
    // Сюда произойдёт переход по goto
    ...
    // По завершении всех команд блока компилятор вызовет 
    // деструктор ~X() для переменной ax.
  }

В вышеприведённом примере в случае перехода по goto в конце блока, выделенного фигурными скобками, будет вызван деструктор для ax, хотя конструктор для этой переменной не вызывался.

• Передача управления внутрь тела цикла приводит к пропуску кода инициализации цикла или первоначальной проверки условия. Последствия непредсказуемы.
• Передача управления между ветвями условного оператора приводит к тому, что выполняется часть команд, соответствующих выполнению условия, и часть команд, соответствующих его ложности.
• Передача управления внутрь процедуры или функции может приводить к непредсказуемым последствиям. Поскольку правильная команда вызова процедуры не выполнялась, на вершине стека возврата находится адрес возврата из той процедуры, откуда вызвался GOTO, за которым, возможно, находится содержимое локальных переменных процедуры, если они размещаются в стеке. В результате, если только такая ситуация не обрабатывается компилятором специально, по завершении процедуры или функции, внутрь которой произведён переход, произойдёт разрушение стека и переход по непредсказуемому адресу.

Доводы против оператора GOTO оказались столь серьёзны, что в структурном программировании его стали рассматривать как крайне нежелательный. Это нашло своё отражение при проектировании новых языков программирования. Например, GOTO был намеренно полностью запрещён в Java и Ruby. Вместе с тем, в ряде современных языков он оставлен из соображений эффективности кодирования в тех редких случаях, когда применение GOTO оправданно. Так, GOTO сохранился в Аде — одном из наиболее продуманных с точки зрения архитектуры языке за всю историю^[3]. Однако в тех современных языках высокого уровня, где этот оператор существует, на его использование, как правило, накладываются жёсткие ограничения, препятствующие использованию наиболее опасных методов его применения. В частности, как правило, категорически запрещается передавать управление извне процедуры или функции внутрь неё, извне цикла — внутрь его тела, из одной ветви условного оператора или оператора-переключателя — в другую его ветвь. ANSI-стандарт языка C++ запрещает обход инициализации переменной с помощью GOTO (то есть фрагмент кода, приведённый выше, современным транслятором, например, gcc 4.5, будет отвергнут как синтаксически некорректный). Встречаются и более жёсткие ограничения, например, запрет на передачу управления по GOTO внутрь любого выделенного блока в программе извне этого блока.

Формально доказано (теорема Бома-Якопини), что применение GOTO не является обязательным, то есть не существует такой программы с GOTO, которую нельзя было бы переписать без него с полным сохранением функциональности (однако с потерями эффективности (см. ниже)).

Оправданное применение

Тем не менее, в практическом программировании применение GOTO в некоторых случаях можно считать допустимым. Поскольку GOTO — «простейший», «атомарный» оператор перехода, а все остальные являются «составными», производными от него, то применение GOTO допустимо и оправданно, когда другие средства языка не реализуют или недостаточно эффективно реализуют нужную функциональность. К таким случаям можно отнести:

Выход из нескольких вложенных циклов сразу

Обычно считается, что в языках, где операторы досрочного завершения цикла (такие, как break и continue в Си) могут относиться только к тому из вложенных циклов, в котором они расположены, использование goto допустимо, чтобы выйти из нескольких вложенных циклов сразу. Здесь GOTO значительно упрощает программу, избавляя от необходимости создания вспомогательных переменных-флагов и условных операторов.

Другие варианты решения этой проблемы — помещение вложенных циклов в отдельную процедуру и использование команды досрочного выхода из процедуры, а в языках с поддержкой исключений — генерацию исключения, обработчик которого располагается за пределами циклов. Однако подобные решения могут снижать производительность, в особенности если этот участок кода вызывается многократно (поскольку и вызовы процедур, и операторы работы с исключениями транслируются далеко не в одну машинную инструкцию).

Пример:

int matrix[n][m];
int value;
...
for(int i=0; i<n; i++)
  for (int j=0; j<m; j++)
    if (matrix[i][j] == value)
    {
      printf("value %d found in cell (%d,%d)\n",value,i,j);
      //act if found
      goto end_loop;
    }
printf("value %d not found\n",value);
//act if not found
end_loop: ;

Прямолинейный способ избавления от GOTO — создать дополнительную переменную-флаг, сигнализирующую, что надо выйти из внешнего цикла (после выхода из внутреннего по break) и обойти блок кода, выполняющийся, когда значение не найдено. Но вряд ли этот способ можно рекомендовать на практике, так как в результате код окажется загромождён проверками, станет длиннее и будет дольше работать. Но можно вынести код в функцию и использовать return.

Без изменения структуры кода проблема решается, если команда break (или её аналог) позволяет выйти из нескольких вложенных блоков сразу, как в Java или Ada. Аналогичный код на Java никакого goto не требует:

int[][] matrix;
int value;
...
outer: {
  for(int i=0; i<n; i++)
    for (int j=0; j<m; j++)
      if (matrix[i][j] == value)
      {
        System.out.println("value " + value + " found in cell (" + i + "," + j + ")");
        break outer;
      }
  System.out.println("value " + value + " not found");
}

Тем не менее, если специальной конструкции для выхода из вложенного цикла нет, в некоторых случаях из него удобнее выходить именно с помощью GOTO.

Обработка ошибок

Этот случай применим к языкам, не содержащим конструкции try ... finally — например, к C без применения SEH, существующего только в Windows. В этом случае goto используется для перехода на код «очистки» — находящийся в конце функции и уничтожающий созданные ею объекты перед выходом из неё. Этот метод широко используется при написании драйверов.

Пример такой обработки ошибок (все имена и константы, кроме NULL, вымышлены и приведены лишь для примера):

int fn( int* presult )
{
  int sts = 0;
  TYPE entity, another_entity = NULL;
  TYPE2 entity2 = NULL;
 
  if ( !( entity = create_entity() ) )
    { sts = ERROR_CODE1; goto exit0; }
 
  if ( !do_something( entity ) )
    { sts = ERROR_CODE2; goto exit1; }
 
  if ( condition ) {
    if ( !( entity2 = create_another_entity() ) )
      { sts = ERROR_CODE3; goto exit1; }
 
    if ( ( *presult = do_another_thing( entity2 ) == NEGATIVE )
      { sts = ERROR_CODE4; goto exit2; }
  } 
  else {
    if ( ( *presult = do_something_special( entity ) == NEGATIVE )
      { sts = ERROR_CODE5; goto exit2; }
  }
  exit2: if ( entity2 ) destroy_another_entity( entity2 );
  exit1: destroy_entity( entity );
  exit0: return sts;
}

Здесь без goto было бы совсем неудобно, поскольку ошибка может возникнуть в любом месте иерархии. Разработчики ядра операционных систем и драйверов обычно ограничены только чистым Си, и такой способ использования goto в настоящее время встречается в большинстве операционных систем общего назначения.

Главным критерием применимости goto во всех случаях, включая указанные, является ненарушение используемой парадигмы программирования. В приведенных примерах это — структурное программирование, то есть должны сохраняться иерархическая организация программы и таковая же логика её работы. Нарушение принципа иерархии (например: переходы внутрь цикла; обход операций инициализации — как явных, так и неявных; выход из кода, следующего за fork(), в код, предшествующий ему) чревато всевозможными побочными эффектами, возникающими из деталей трансляции программы в машинный код, и, как следствие, странными, труднообнаружимыми ошибками.

Автогенерация кода

Ещё одним допустимым применением безусловного перехода является код, который генерируется автоматически, например, генерируемые с помощью программных инструментальных средств лексические и синтаксические анализаторы. Например, код, генерируемый утилитами yacc, lex, bison изобилует командами goto, но в этом нет ничего плохого, так как этот код в принципе не предназначен для восприятия и редактирования человеком, а его корректность целиком определяется корректностью создающего его инструмента. Иначе говоря, здесь имеет место та же самая ситуация, что в случае с компилятором языка высокого уровня, создающим машинный код (с неизбежными командами безусловного перехода) просто потому, что таков целевой язык.

См. также

• Теорема Бома — Якопини

Примечания

Ссылки

Оператор безусловного перехода (go to) — Студопедия

Оператор безусловного перехода (go to) означает «перейти к» и применяется в случаях, когда после выполнения некоторого оператора надо выполнить не следующий по порядку, а какой-либо другой, отмеченный меткой оператор.

Напомним, что метка объявляется в разделе описания меток и может содержать как цифровые, так и буквенные символы.

При использовании оператора go to необходимо помнить, что областью действия метки является только тот блок, в котором она описана. Передача управления в другой блок запрещена.

Правила использования оператора безусловного перехода. Использование безусловных передач управления в программе считается теоретически избыточным и подвергается серьезной критике, так как способствует созданию малопонятных и трудно модифицируемых программ, которые вызывают большие сложности при отладке и сопровождении. Поэтому рекомендуется минимальное использование оператора go to с соблюдением следующих правил:

• следует стремиться применять операторы перехода (если кажется невозможным обойтись без них) для передачи управления только вниз (вперед) по тексту программы; при необходимости передачи управления назад следует использовать операторы цикла;

• расстояние между меткой и оператором перехода на нее не должно превышать одной страницы текста (или высоты экрана дисплея).

Пример применения оператора безусловного перехода:

…

label Metka; {в раздале описания меток описали метку с именем Metka}

…

begin {основная программа}

{операторы основной программы}

…

go to Metka;

Metka:

{операторы основной программы помеченные меткой}

end.

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретические сведения по теме: “Написание программы на Паскале с использованием операторов присваивания и безусловного перехода ”.

2. Получить индивидуальное задание у преподавателя и разработать программу в соответствии с поставленной задачей.

3. Показать работающую программу преподавателю.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Основные элементы программирования.

2. Основные характеристики программы. Понятия языка, оверлеев, глобальных и локальных блоков.

3. Операторы языка программирования Паскаль. Оператор присваивания. Формат, примеры.

4. Оператор безусловного перехода. Формат, примеры. Основные правила использования

Go: часть 6 — операторы

Предыдущая часть — 5 — константы.

Оператор — это символ, который указывает компилятору на выполнение определённой математическоого или лоического действия. В Go имеется множество встроенных операторов, которые объединены в слудующие группы:

• арифметические операторы (Arithmetic Operators)
• операторы сравнения (Relational Operators)
• логические операторы (Logical Operators)
• побитовые операторы (Bitwise Operators)
• операторы присваивания (Assignment Operators)
• другие операторы (Miscellaneous Operators)

Ниже рассмотрим арифметические операторы, операторы сравнения, логические, побитовые и операторы присвания.

Арифметические операторы

В таблице ниже представлены основные арифметические операторы, которые поддерживаются в Go.
Предположим, что А = 10, а В = 20, тогда:

См. примеры.

Операторы сравнения

В следующей таблице представлены операторы сравнения в Go.

А по-прежнему содержит значение 10, а В -20:

См. примеры.

Логические операторы

Слеюдующая таблица представляет логиечские операторы в Go.

Предположим, что А == 1, а В == 0:

См. примеры.

Побитовые операторы

Побитовые операторы, как ясно из названия, выполняют операции над битами.

Таблица соответствия для операторов for &, | и ^ будет следующей:

Предположим, что А = 60, а В = 13. В двоичном представлении этоу будет:

A = 0011 1100

B = 0000 1101

——————

A&B = 0000 1100

A|B = 0011 1101

A^B = 0011 0001

~A  = 1100 0011

Основные двоичные операторы в Go представлены ниже:

См. примеры.

См. также Bit Hacking with Go.

Операторы присваивания

Таблица ниже представляет операторы присваивания, доступные в Go:

См. примеры.

Другие операторы

Кроме уже перечисленных — Go содержит другие важные операторы, такие как:

См. примеры.

Приоритеты операторов в Go

Приоритеты операторов определяют порядок вычислений в выражении. Некоторые операторы имеют более высокий приоритет, чем другие, например — оператор умножения имеет приоритет выше, чем оператор рисваивания.

Так, в выражении x = 7 + 3 * 2; х будет присвоено значение 13, а не 20, т.к. оператор * имеет приоритет над +, поэтому сначала будет выоплнено 3*2, а потом добавлено 7.

В таблице ниже представлены опреаторы в порядке приоритетов от наивысшего в начале таблице, к наименьшему в её конце.

См. примеры.

Продолжение — часть 7 — Управляющие конструкции – операторы if/else/switch/select.

Оператор перехода

— cppreference.com

Передает контроль безоговорочно.

Используется, когда иначе невозможно передать управление в желаемое место с помощью других операторов.

[править] Синтаксис

[править] Объяснение

Оператор goto передает управление в место, указанное меткой.Оператор goto должен находиться в той же функции, что и метка, на которую он ссылается, он может располагаться до или после метки.

Если передача управления выходит за пределы области действия каких-либо автоматических переменных (например, путем перехода назад к точке до объявления таких переменных или путем перехода вперед из составного оператора, в котором область видимости переменных ограничена), деструкторы вызываются для всех переменных область действия которых была закрыта, в порядке, противоположном порядку их построения.

Оператор goto не может передавать управление в блок try или в предложение catch, но может передавать управление из блока try или предложения catch (соблюдаются приведенные выше правила относительно автоматических переменных в области видимости)

Если передача управления входит в сферу действия каких-либо автоматических переменных (например,г. путем перехода вперед через оператор объявления), программа имеет неправильный формат (не может быть скомпилирована), если только все переменные, в область видимости которых введена, не имеют

1) скалярные типы объявлены без инициализаторов

2) типы классов с тривиальными конструкторами по умолчанию и тривиальными деструкторами, объявленными без инициализаторов

3) CV-квалифицированные версии одного из вышеуказанных

4) массивы одного из

(Примечание: одни и те же правила применяются ко всем формам передачи контроля)

[править] Ключевые слова

перейти

[править] Примечания

В языке программирования C оператор goto имеет меньше ограничений и может входить в область видимости любой переменной, кроме массива переменной длины или изменяемого указателя.

[править] Пример

 #include 

struct Object {
    // нетривиальный деструктор
    ~ Объект () {std :: cout << "d"; }
};

struct Trivial {
    двойной d1;
    двойной d2;
}; // тривиальные ctor и dtor

int main ()
{
    int a = 10;

    // цикл с использованием goto
этикетка:
    Object obj;
    std :: cout << a << "";
    а = а - 2;

    if (a! = 0) {
        метка перехода; // выскакивает из области видимости obj, вызывает деструктор obj
    }
    std :: cout << '\ n';

    // goto можно использовать, чтобы легко выйти из многоуровневого цикла
    for (int x = 0; x <3; x ++) {
        for (int y = 0; y <3; y ++) {
            std :: cout << "(" << x << ";" << y << ")" << '\ n';
            if (x + y> = 3) {
                goto endloop;
            }
        }
    }
конец петли:
    std :: cout << '\ n';

    goto label2; // переходит в область видимости n и t
    int n; // без инициализатора
    Тривиальный t; // тривиальный ctor / dtor, без инициализатора
// int x = 1; // ошибка: есть инициализатор
// Объект obj2; // ошибка: нетривиальный dtor
label2:

    {
        Object obj3;
        goto label3; // переходит вперед, за пределы obj3
    }
label3:;

} 

Выход:

 10 d8 d6 d4 d2
(0; 0)
(0; 1)
(0; 2)
(1; 0)
(1; 1)
(1; 2)

dd 

[править] Дополнительная литература

Популярный Эдсгер В.Эссе Дейкстры «Перейти к признанию вредным» представляет собой обзор многих тонких проблем, которые может вызвать неосторожное использование этого ключевого слова.

[править] См. Также

.

5.4 - Операторы Goto | Изучите C ++

Автор Alex 21 июня 2007 г. | последнее изменение nascardriver 14 июня 2020 г.

Оператор goto - это оператор потока управления, который заставляет ЦП переходить к другому месту в коде. Это место идентифицируется с помощью метки заявления . Ниже приведен пример инструкции goto и метки инструкции:

В этой программе пользователя просят ввести неотрицательное число. Однако, если введено отрицательное число, программа использует оператор goto, чтобы вернуться к метке tryAgain. Затем пользователя снова просят ввести новый номер.Таким образом, мы можем постоянно просить пользователя ввести данные, пока он или она не введет что-то действительное.

В разделе, посвященном переменным, мы рассмотрели три вида области видимости: локальную (блочную) область, область файла и глобальную область. Метки операторов используют четвертый вид области: область действия. Оператор goto и соответствующая ему метка оператора должны находиться в одной функции.

Есть некоторые ограничения на использование операторов goto. Например, вы не можете перейти вперед через переменную, которая инициализирована в том же блоке, что и goto:

В целом использование goto в C ++ (а также в большинстве других языков высокого уровня) избегается.Эдсгер В. Дейкстра, известный компьютерный ученый, изложил этот случай в известной, но трудной для чтения статье под названием «Перейти к утверждению, признанному вредным». Основная проблема с goto заключается в том, что он позволяет программисту произвольно перемещать точку выполнения по коду. Это создает то, что не так ласково называют кодом спагетти. Код спагетти - это код, путь выполнения которого напоминает миску со спагетти (все запутано и скручено), что делает чрезвычайно трудным следовать логике такого кода.

Как с юмором говорит Дейкстра, «качество программистов - это убывающая функция от плотности операторов перехода в создаваемые ими программы».

Операторы

Goto распространены в некоторых старых языках, таких как Basic или Fortran, и даже используются в C. Однако в C ++ операторы goto почти никогда не используются, поскольку почти любой код, написанный с помощью оператора goto, может быть более четко написан с использованием других конструкции в C ++, такие как циклы, обработчики исключений или деструкторы (все из которых мы рассмотрим в следующих уроках).

Избегайте использования операторов goto без необходимости

.

заявлений - cppreference.com

Операторы - это фрагменты программы C ++, которые выполняются последовательно. Тело любой функции - это последовательность операторов. Например:

 int main ()
{
    int n = 1; // заявление объявления
    п = п + 1; // выражение выражение
    std :: cout << "n =" << n << '\ n'; // выражение выражение
    возврат 0; // оператор возврата
} 

C ++ включает следующие типы операторов:

1) выражения-выражения;

2) составные отчеты;

3) заявления о выборе;

4) итерационные операторы;

5) операторы перехода;

6) декларации;

7) пробные блоки;

8) атомарные и синхронизированные блоки (ТМ ТС).

[править] Этикетки

Любой оператор может быть помечен как , если перед самим оператором поставить метку, за которой следует двоеточие.

2) метка case в операторе switch;
3) метка по умолчанию в операторе переключения.

Атрибут последовательности attr может появляться непосредственно перед меткой (в этом случае он применяется к метке) или непосредственно перед любым оператором, и в этом случае он применяется ко всему оператору. Заявление может иметь несколько ярлыков. Ярлыки (и только ярлыки) имеют область действия. Метки игнорируются неквалифицированным поиском: метка может иметь то же имя, что и любой другой объект в программе.

[править] Выражения

Выражение, за которым следует точка с запятой, является утверждением.

Большинство операторов в типичной программе на C ++ являются операторами выражений, например присваиваниями или вызовами функций.

Оператор выражения без выражения называется пустым оператором . Он часто используется для предоставления пустого тела циклу for или while. Его также можно использовать для переноса метки в конце составного оператора.

[править] Составные отчеты

Составные операторы или блоки - это последовательности операторов, заключенные в фигурные скобки.

Когда ожидается один оператор, но необходимо выполнить несколько операторов последовательно (например, в операторе if или цикле), может использоваться составной оператор:

 if (x> 5) // начало оператора if
{// начало блока
    int n = 1; // заявление объявления
    std :: cout << n; // выражение выражение
} // конец блока, конец оператора if 

Каждый составной оператор вводит собственную область видимости блока; переменные, объявленные внутри блока, уничтожаются в закрывающей скобке в обратном порядке:

 int main ()
{
    {// начало блока
        std :: ofstream f ("test.txt "); // заявление объявления
        f << "abc \ n"; // выражение выражение
    } // конец блока: f сбрасывается и закрывается
    std :: ifstream f ("test.txt");
    std :: string str;
    f >> str;
} 

[править] Операторы выбора

Операторы выбора выбирают один из нескольких потоков управления.

2) оператор if с условием else;

[править] Итерационные операторы

Операторы итерации повторно выполняют некоторый код.

[править] Операторы перехода

Операторы перехода безоговорочно передают управление потоком

3) оператор возврата с необязательным выражением;
.

5.7 - Для выписок | Изучите C ++

Безусловно, наиболее часто используемым оператором цикла в C ++ является оператор for . Оператор for (также называемый циклом for ) идеален, когда мы точно знаем, сколько раз нам нужно выполнить итерацию, потому что он позволяет нам легко определять, инициализировать и изменять значение переменных цикла после каждой итерации.

для оператора абстрактно выглядит довольно просто:

for (инициализация-выражение; выражение-условие; конечное выражение)
   заявление
 

Самый простой способ понять цикл for - это преобразовать его в эквивалентный цикл while :

{// обратите внимание на блок здесь
    init-заявление;
    в то время как (выражение-условие)
    {
        заявление;
        конечное выражение;
    }
} // переменные, определенные внутри цикла, здесь выходят за рамки
 

Переменные, определенные внутри цикла for , имеют особую область видимости, называемую областью цикла .Переменные с областью действия цикла существуют только внутри цикла и недоступны вне его.

Оценка для выписок

для выписки оценивается в 3 части:

1) Оператор инициализации оценивается. Обычно оператор инициализации состоит из определений переменных и инициализации. Этот оператор оценивается только один раз при первом выполнении цикла.

2) Выражение-условие вычисляется. Если это оценивается как ложь, цикл немедленно завершается.Если это истинно, оператор выполняется.

3) После выполнения оператора вычисляется конечное выражение. Обычно это выражение используется для увеличения или уменьшения переменных, объявленных в инструкции init. После вычисления конечного выражения цикл возвращается к шагу 2.

Давайте посмотрим на образец для цикла и обсудим, как это работает:

Сначала мы объявляем переменную цикла с именем count и инициализируем ее значением 0.

Во-вторых, вычисляется count, и, поскольку count равно 0, 0 принимает значение true. Следовательно, выполняется инструкция, которая выводит 0.

В-третьих, вычисляется ++ count, увеличивающее значение count до 1. Затем цикл возвращается ко второму шагу.

Теперь значение 1 оценивается как истина, поэтому цикл повторяется снова. Оператор печатает 1, и count увеличивается до 2.
2 принимает значение true, оператор печатает 2, а count увеличивается до 3.И так далее.

В конце концов, счетчик увеличивается до 10, 10 принимает значение false, и цикл завершается.

Следовательно, эта программа выводит результат:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
 

Циклы For может быть трудно читать начинающим программистам, однако опытным программистам они нравятся, потому что они представляют собой очень компактный способ создания циклов такого рода. В качестве примера давайте распакуем приведенный выше для цикла , преобразовав его в эквивалентный , пока цикл :

Это не так уж плохо, правда? Обратите внимание, что здесь необходимы внешние фигурные скобки, потому что счетчик выходит за пределы области видимости, когда цикл заканчивается.показатель степени (основание степени).

Это прямое увеличение для цикла с циклическим счетом от 0 до экспоненты (но без учета).

Если показатель степени равен 0, для цикла выполнится 0 раз, а функция вернет 1.
Если показатель степени равен 1, для цикла выполнится 1 раз, и функция вернет 1 * основание.
Если показатель степени равен 2, цикл for будет выполнен 2 раза, и функция вернет 1 * основание * основание.

Хотя большинство циклов for увеличивают переменную цикла на 1, мы также можем уменьшить ее:

Это напечатает результат:

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
 

В качестве альтернативы мы можем изменять значение нашей переменной цикла более чем на 1 с каждой итерацией:

Это напечатает результат:

9 7 5 3 1
 

Отдельные ошибки

Одна из самых больших проблем, с которыми сталкиваются начинающие программисты при использовании циклов for (и других типов циклов), - это ошибки нечеткости. Поочередные ошибки возникают, когда цикл повторяется слишком много или слишком мало раз. Обычно это происходит из-за того, что в условном выражении используется неправильный оператор отношения (например,> вместо> =). Эти ошибки бывает трудно отследить, потому что компилятор не будет на них жаловаться - программа будет работать нормально, но выдаст неверный результат.

При написании для циклов помните, что цикл будет выполняться, пока условное выражение истинно.Как правило, рекомендуется тестировать циклы с использованием известных значений, чтобы убедиться, что они работают должным образом. Хороший способ сделать это - протестировать цикл с известными входными данными, которые заставят его повторяться 0, 1 и 2 раза. Если для них это сработает, то, вероятно, будет работать любое количество итераций.

Проверьте свои циклы с известными входными данными, которые заставляют его повторяться 0, 1 и 2 раза.

Пропущенные выражения

Можно написать для циклов , которые пропускают любое или все выражения.Например, в следующем примере мы опустим init-оператор и конечное выражение:

Этот для цикла дает результат:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
 

Вместо того, чтобы инициализировать и приращивать цикл for , мы сделали это вручную.В этом примере мы сделали это исключительно для академических целей, но бывают случаи, когда желательно не объявлять переменную цикла (потому что она у вас уже есть) или не увеличивать ее (потому что вы увеличиваете ее другим способом).

Хотя вы не часто видите это, стоит отметить, что в следующем примере создается бесконечный цикл:

за (;;)
    заявление;
 

Пример выше эквивалентен:

пока (правда)
    заявление;
 

Это может быть немного неожиданным, поскольку вы, вероятно, ожидаете, что пропущенное выражение-условие будет обработано как "ложное".Однако стандарт C ++ явно (и непоследовательно) определяет, что пропущенное выражение-условие в цикле for должно рассматриваться как «истина».

Мы рекомендуем полностью избегать этой формы цикла for и вместо этого использовать while (true).

Множественные декларации

Хотя циклы for обычно выполняют итерацию только по одной переменной, иногда циклов for необходимо работать с несколькими переменными. Когда это происходит, программист может использовать оператор запятой, чтобы присвоить (в операторе инициализации) или изменить (в операторе конца) значение нескольких переменных:

Этот цикл присваивает значения двум ранее объявленным переменным: iii равным 0 и jjj равным 9.Он выполняет итерацию iii в диапазоне от 0 до 9, и каждая итерация iii увеличивается, а jjj уменьшается.

Эта программа дает результат:

0 9
1 8
2 7
3 6
4 5
5 4
6 3
7 2
8 1
9 0
 

Примечание: чаще мы пишем цикл выше как:

В этом случае запятая в операторе инициализации является частью синтаксиса определения переменной, а не использованием оператора запятой.Но эффект идентичный.

Для петель в старом коде

В более старых версиях C ++ переменные, определенные как часть инструкции init, не уничтожались в конце цикла. Это означало, что у вас может быть что-то вроде этого:

Это использование было запрещено, но вы все еще можете увидеть его в старом коде.

Вложенные для петель

Подобно другим типам циклов, циклы for могут быть вложены внутрь других циклов. В следующем примере мы вкладываем цикл for в другой цикл for:

Для каждой итерации внешнего цикла внутренний цикл выполняется полностью.Следовательно, вывод будет:

a012
b012
c012
d012
e012
 

Вот еще кое-что о том, что здесь происходит. Сначала выполняется внешний цикл, и char c инициализируется значением 'a'. Затем вычисляется c <= 'e', ​​что верно, поэтому выполняется тело цикла. Поскольку c установлен в 'a', сначала выводится 'a'. Затем полностью выполняется внутренний цикл (который выводит «0», «1» и «2»). Затем печатается новая строка. Теперь тело внешнего цикла завершено, поэтому внешний цикл возвращается в начало, c увеличивается до 'b', и условие цикла повторно оценивается.Поскольку условие цикла по-прежнему выполняется, начинается следующая итерация внешнего цикла. Это печатает ("b012 \ n"). И так далее.

Заключение

Операторы For - это наиболее часто используемый цикл в языке C ++. Несмотря на то, что его синтаксис обычно немного сбивает с толку начинающих программистов, вы будете видеть для циклов так часто, что поймете их в кратчайшие сроки!

Викторина

1) Напишите для цикла , который печатает каждое четное число от 0 до 20.

2) Напишите функцию с именем sumTo (), которая принимает целочисленный параметр с именем value и возвращает сумму всех чисел от 1 до value.

Например, sumTo (5) должна вернуть 15, что равно 1 + 2 + 3 + 4 + 5.

Подсказка: используйте переменную без цикла для накопления суммы при итерации от 1 до входного значения, подобно тому, как в приведенном выше примере pow () используется общая переменная для накопления возвращаемого значения на каждой итерации.

3) Что не так со следующим циклом for?

Решения для викторин

1) Показать решение

2) Показать решение

3) Показать решение

Этот цикл for выполняется до тех пор, пока count> = 0.Другими словами, он выполняется до тех пор, пока count не станет отрицательным. Однако, поскольку count не имеет знака, count никогда не может стать отрицательным. Следовательно, этот цикл будет работать вечно (ха-ха)! Как правило, рекомендуется избегать зацикливания беззнаковых переменных без необходимости.

.