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do...while(0) 的妙用

在 C++ 中,有三種類型的迴圈語句:for、 while、 和 do…while, 但是在一般應用中作迴圈時, 我們可能用 for 和 while 要多一些,do…while 相對不受重視。

但是,最近在讀專案程式碼時,卻發現了 do…while 的一些十分聰明的用法,不是用來做迴圈,而是用作其他來提高程式碼的健壯性。

1. do…while(0) 消除 goto 語句

通常,如果在一個函式中開始要分配一些資源,然後在中途執行過程中如果遇到錯誤則退出函式,當然,退出前先釋放資源,我們的程式碼可能是這樣:

version 1
bool Execute()
{
   // 分配資源
   int *p = new int;
   bool bOk(true);

   // 執行並進行錯誤處理
   bOk = func1();
   if (!bOk) {
      delete p;   
      p = NULL;
      return false;
   }

   bOk = func2();
   if (!bOk) {
      delete p;   
      p = NULL;
      return false;
   }

   bOk = func3();
   if (!bOk) {
      delete p;   
      p = NULL;
      return false;
   }

   // ..........

   // 執行成功,釋放資源並返回
    delete p;   
    p = NULL;
    return true;
}

這裡一個最大的問題就是程式碼的冗餘,而且我每增加一個操作,就需要做相應的錯誤處理,非常不靈活。於是我們想到了 goto:

version 2
bool Execute()
{
   // 分配資源
   int *p = new int;
   bool bOk(true);

   // 執行並進行錯誤處理
   bOk = func1();
   if (!bOk) goto errorhandle;

   bOk = func2();
   if (!bOk) goto errorhandle;

   bOk = func3();
   if (!bOk) goto errorhandle;

   // ..........

   // 執行成功,釋放資源並返回
    delete p;   
    p = NULL;
    return true;

errorhandle:
    delete p;   
    p = NULL;
    return false;
}

程式碼冗餘是消除了,但是我們引入了 C++ 中身份比較微妙的 goto 語句,雖然正確的使用 goto 可以大大提高程式的靈活性與簡潔性,但太靈活的東西往往是很危險的,它會讓我們的程式捉摸不定,那麼怎麼才能避免使用 goto 語句,又能消除程式碼冗餘呢,請看 do…while(0) 迴圈:

version 3
bool Execute()
{
   // 分配資源
   int *p = new int;

   bool bOk(true);
   do {
      // 執行並進行錯誤處理
      bOk = func1();
      if (!bOk) break;

      bOk = func2();
      if (!bOk) break;

      bOk = func3();
      if (!bOk) break;
      
      // ..........
   
       
   } while(0);

    // 釋放資源
    delete p;   
    p = NULL;
    return bOk;
}

看程式碼就行了,啥都不用說了…

2. 巨集定義中的 do…while(0)

如果你是 C++ 程式設計師,我有理由相信你用過,或者接觸過,至少聽說過 MFC, 在 MFC 的 afx.h 檔案裡面,你會發現很多巨集定義都是用了 do…while(0) 或 do…while(false),比如說:

#define AFXASSUME(cond)       do { \
bool __afx_condVal=!!(cond); ASSERT(__afx_condVal); \
__analysis_assume(__afx_condVal); } while(0) 

粗看我們就會覺得很奇怪,既然迴圈裡面只執行了一次,我要這個看似多餘的 do…while(0) 有什麼意義呢?

當然有!

為了看起來更清晰,這裡用一個簡單點的巨集來演示:

#define SAFE_DELETE(p) do{ delete p; p = NULL} while(0)

假設這裡去掉 do…while(0),

#define SAFE_DELETE(p) delete p; p = NULL;

那麼以下程式碼:

if (NULL != p) 
    SAFE_DELETE(p)
else   
    // do something

就有兩個問題,

  1. 因為 if 分支後有兩個語句,else 分支沒有對應的 if,編譯失敗
  2. 假設沒有 else, SAFE_DELETE 中的第二個語句無論 if 測試是否通過,會永遠執行

你可能發現,為了避免這兩個問題,我不一定要用這個令人費解的 do…while,我直接用 {} 括起來就可以了

#define SAFE_DELETE(p) { delete p; p = NULL; }

的確,這樣的話上面的問題是不存在了,但是我想對於 C++ 程式設計師來講,在每個語句後面加分號是一種約定俗成的習慣,這樣的話,以下程式碼:

if (NULL != p) 
    SAFE_DELETE(p);
else   
    // do something

其 else 分支就無法通過編譯了(原因同上),所以採用 do…while(0) 是做好的選擇了。

也許你會說,我們程式碼的習慣是在每個判斷後面加上 {}, 就不會有這種問題了,也就不需要 do…while了,如:

if (...) {

} else {

}

誠然,這是一個好的,應該提倡的程式設計習慣,但一般這樣的巨集都是作為 library 的一部分出現的,而對於一個 library 的作者,他所要做的就是讓其庫具有通用性、強壯性,因此他不能有任何對庫的使用者的假設,如其編碼規範,技術水平等。