[C++ 入門] 2.2 程序流程:goto 跳轉與其他

Table Of Contents

學完 if-else, while, for 之後我們已經可以解決許多問題惹。作為程序流程的最後一篇,今天介紹一個幾乎很少使用的語法:goto.

如果妳有寫過 batch 或 bash script 的經驗,應該不會對 goto 感到陌生。我們可以在程式碼當中的任意處加上 label:, 再用 goto label; 跳轉到該label:. 乍看之下很方便,但是在程式碼當中大量濫用 goto 將會肇致許多麻煩,因此被多數人視為洪水猛獸,包括 MISRA 等機構建議不要使用,有些人或許甚至沒學過。

事實上,if-else, while, for 等程序流程在編譯後,於組合語言當中,也都是各式各樣的跳轉指令 (jxx), goto 就是太過於底層一些。然而,偶而使用 goto 還是可以帶來好處。比如先前我們介紹 break; 時舉的線性搜尋數列的例子,如果今天變成二為版本呢??break; 一次只能跳離一個迴圈,因此我們需要多用一個變數:

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int n, m, k;
    cin >> n >> m >> k;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        bool found = false;
        for (int j = 0; j < m; j++)
        {
            int a;
            cin >> a;
            if (a == k)
            {
                cout << i << ' ' << j << '\n';
                found = true;
                break;
            }
        }
        if (found)
            break;
    }
    return 0;
}

如果我們善用 goto: 可以看到我們省掉一個變數 found 與 \(O(n)\) 次 if. 當然這兩個例子因為很單純,其實能直接 return 0;, 以後遇到更複雜的狀況,也可以另外寫個函式 return, 只是另外寫函式還要考慮傳值的問題。俗話說水能載舟亦能覆舟,goto 提供的方便與帶來的隱憂,這就是自己要取捨的部分惹。

成大教授好文 推介。

變數作用域

程序流程這章中,我們介紹許多用大括弧包起來的區塊陳述。我們看過在 for 中宣告變數:for (int i = 0; i < n; i++), 那麼我們可以在迴圈外使用 i 這個變數嗎??

很遺憾的是,答案顯然為否。閱讀一下編譯器的錯誤訊息,看起來式編譯器並不認得它。原來,我們宣告的變數都有其作用域,簡單來說一個變數被宣告後原則上只活在它所在的大括弧中,離開後編譯器就不認得惹,我們也不該使用奇怪的方式嘗試去存取它。

那如果我們把變數宣告在大括弧之外呢??沒錯,我們可以把變數宣告為與 main() 同一階層,是為全域變數。全域變數很方便沒錯,許多競賽選手都喜歡大量使用,但這在業界也是同樣不被歡迎的。當然有時我們非得用全域變數不可,比如宣告很大的陣列或是遞迴很深時,因為全域變數儲存在 heap 而非 stack.

最後注意 C/C++ 可以在不同的區塊宣告同名的變數,這可能會導致麻煩,比如在 main() 宣告 int x;while 中又宣告 int x;, 這時在 while 中的 x 都跟外面的 x 毫無關係,不可不慎。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int x = 87;
    do
    {
       int x;
       x = 69;
    } while (false);
    cout << x << '\n';
    return 0;
}

comments powered by Disqus