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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,最近在讀我們專案的程式碼時,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 =newint;
  
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 =newint;
  
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:
version3

bool Execute()
{
  
// 分配資源int*p =newint;

  
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;
  
}


“漂亮!”, 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 sth...

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 sth...

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。