C语言之goto浅析

Posted 2020-08-06 mr_yu

1.  读代码时遇了的疑惑点:

 

static int
do_bind(const char *host, int port, int protocol, int *family) {
    int fd;
    int status;
    int reuse = 1;
    struct addrinfo ai_hints;
    struct addrinfo *ai_list = NULL;
    char portstr[16];
    if (host == NULL || host[0] == 0) {
        host = "0.0.0.0";    // INADDR_ANY
    }
    sprintf(portstr, "%d", port);
    memset( &ai_hints, 0, sizeof( ai_hints ) );
    ai_hints.ai_family = AF_UNSPEC;
    if (protocol == IPPROTO_TCP) {
        ai_hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    } else {
        assert(protocol == IPPROTO_UDP);
        ai_hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
    }
    ai_hints.ai_protocol = protocol;

    status = getaddrinfo( host, portstr, &ai_hints, &ai_list );
    if ( status != 0 ) {
        return -1;
    }
    *family = ai_list->ai_family;
    fd = socket(*family, ai_list->ai_socktype, 0);
    if (fd < 0) {
        goto _failed_fd;
    }
    if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *)&reuse, sizeof(int))==-1) {
        goto _failed;
    }
    status = bind(fd, (struct sockaddr *)ai_list->ai_addr, ai_list->ai_addrlen);
    if (status != 0)
        goto _failed;

    freeaddrinfo( ai_list );
    return fd;
_failed:
    close(fd);
_failed_fd:
    freeaddrinfo( ai_list );
    return -1;
}

static int
do_listen(const char * host, int port, int backlog) {
    int family = 0;
    int listen_fd = do_bind(host, port, IPPROTO_TCP, &family);
    if (listen_fd < 0) {
        return -1;
    }
    if (listen(listen_fd, backlog) == -1) {
        close(listen_fd);
        return -1;
    }
    return listen_fd;
}

这是一段创建协议无关的监听套接字的代码，其中有三处用到了 goto 语句，由于前边调用了  getaddrinfo（...）函数，该函数会自动申请内核的空间，所以需要在结束后调用 freeaddrindo(...)来释放空间.

但是当读到 goto _failed 时，产生疑惑因为 _failed：标号只有一个 close(fd);

由于之前没用过这个知识点，以为运行完close(fd)后会直接退出函数,因此疑惑为什么没有调用 getaddrinfo(...)，还以为是作者的失误(...)，但一想觉得又不可能是作者的问题，结果 查看 K&R<<C程序设计语言>>的相关内容，发现是自己的问题。。。

原来goto一般是 跑到goto语句所指向的标号处，使得程序从该标号处开始向下执行，一般起到跳过调用goto开始到标号的中间要执行的代码的作用。 类似上例中，当调用完_failed: close(fd)以后，函数不会退出，而是会继续执行，接着调用_failed_fd：处的语句，直到return -1程序结束。

这样一来便调用到了freeaddrinfo(...). 疑惑迎刃而解。

 

2.goto分析：

　　1）.goto是干啥的？

　　c语言提供了可随意滥用的goto语句以及标记跳转位置的标号.但是理论上goto是没有必要的.

　　标记跳转位置的标号： 如上例中的  _failed: , _failed_fd:， 标号可以在该函数的任意地方，在标号后边，写处理逻辑。

　　调用goto语句语法： “goto 标号;" 

　　2）测试代码:

　　

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int
main(int argc, char *argv[])
{
    int a = atoi(argv[1]);

    if (a == 1)
    {
        goto failed1;
    }
    else if(a == 2)
    {
        goto failed2;
    }
    else
    {
        goto failed3;
    }
    
failed1:
    printf("get failed1\n");
failed2:
    printf("get failed2\n");
failed3:
    printf("get failed3\n");

    printf("a + b = 3\n"); (随便输出的)
    return 0;
}

代码从控制台输入a的值，下面分别是 a = 1, 2, 3时的结果，编译：gcc -g -o test test.c

控制台输入: ./test 1

结果：

get failed1

get failed2

get failed3

a + b = 3

控制台输入: ./test 2

结果：

get failed2

get failed3

a + b = 3

控制台输入: ./test 3

结果：

get failed3

a + b = 3

可以看到，运行到对应的标号后，程序是继续向下运行的。

修改代码：

将 _failed1:的代码搬到 if(a == 1) 上边,同时修改a的值:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int
main(int argc, char *argv[])
{
    int a = atoi(argv[1]);

failed1:
    printf("get failed1\n");
    a = 3;
    
    if (a == 1)
    {
　　　　 printf("a = 1\n");
        goto failed1;
    }
    else if(a == 2)
    {
        goto failed2;
    }
    else
    {
        goto failed3;
    }

failed2:
    printf("get failed2\n");
failed3:
    printf("get failed3\n");

    printf("a + b = 3\n");
    return 0;
}

当再次编译代码，并运行:

./test 1

输出结果：

get failed1

get failed3

a + b = 3

可以看出，标号仅仅起到一个标识作用，程序顺序执行时，标号仿佛不存在，首先输出get failed1, 然后修改 a = 3,.并不是只有调用了goto标号，然后程序调到标号处，从而触发标号下边的代码开始运行。而是可以看作在完整的代码中插入标号，从而单纯地引导goto到达的位置。

　　3)为什么不推荐使用goto：

　　一般认为goto的使用会造成代码难以理解和维护，ps：因为我用的较少，对此理解还不是很深刻。

　　4）什么情况下用到goto：

　　当程序有多层嵌套，当处在嵌套内的逻辑判断为真或为假时，需要彻底或者连续跳出几层循环时，一般考虑使用goto，因为break一次只能跳出一层，并且需要跳出多层循环时需要假如更多的判断逻辑，

　　这种情况下，会考虑使用goto，还有就是在大型程序中处理复杂逻辑时，一般也会考虑使用goto。

　　例如判断两个数组中是否有相同元素时：

　　

//use goto
for(i = 0, i < n; ++i)
{
    for (j = 0, j < m; ++j)
    {
        if(a[i] == b[j])
        {
            goto found;
        }
    }
}

found:
    ...
    ...

//do not use goto
for(i = 0, i < n; ++i)
{
    for (j = 0, j < m; ++j)
    {
        if(a[i] == b[j])
        {
            found = true;
            break;
        }
    }
    if (found)
    {
        break;
    }
}

...
...

 

　总之是把 double-edged sword 。

 

先总结到这里，文章中难免这样那样的错误，欢迎指正。