[размышл.] "О бедном GOTO ..."

[DeepFlake]

Нападки на оператор GOTO начал Дейкстра, и до сих пор некторые преподаватели программирования считают использование GOTO чем-то плохим.
Зачем же в используемых в настоящее время языках сохраняется лператор GOTO?

GOTO есть в Basic'е и Fortran'е - понятно почему, потому что они изначально были императивные и неструктурные.
Однако GOTO есть и во многих структурных языках: Free Pascal, Delphi, C, C++, Ada. Зачем?

Pascal и C появились одновременно как реакция на сложность и ненадёжность популярных в 60-е годы языков Algol, Fortran, PL/1. Из-за сложности и объёмности этих языков их трансляторы получались большими и не помещались целиков в память компьютера, и приходилось раздлять транслятор на части и загружать их последовательно. А в качестве устройства хранения информации тогда использовались магнитные ленты, которые работали медленно. Компиляция простейшей программы занимала 10 минут.

А языки C и Pascal были настолько просты, что их компилятор полностью умещался в оперативной памяти, и процесс программирования шёл быстрее. Но за простоту пришлось заплатить отсутствием автоматического управления памятью, встроенными средствами управления ресурсами (инициализатор-финализатор) и удобным выходом из нескольких циклов (break с меткой).

Взамен в языки включили оператор GOTO, трансляция которого не требовала больших ресурсов, и с помощью которого предлагалось вручную реализовать финализаторы и break с меткой.

Рассмотрим на примере C как это надо делать (в Pascal'е аналогично).

Финализатор процедуры (или в общем случае, блока кода) освобождает ресурсы, захваченные в процессе работы процедуры, если эти ресурсы больше никто не будет использовать. То есть финализатор является единой (и единственной) точкой выхода из процедуры (блока кода).

Что бывает, если финализаторы не использовать: рассмотрим такой код.

int process_file(const char* path) {
    FILE* f = fopen(path, "r");
    if (!f) return ERROR_OPEN;
    
    char* buffer = malloc(1024);
    if (!buffer) {
        fclose(f);  // Правильно закрываем файл
        return ERROR_MEMORY;
    }
    
    if (fread(buffer, 1, 1024, f) < 10) {
        fclose(f);
        // Упс, забыли free(buffer)
        return ERROR_READ;
    }
    
    // Обрабатываем данные...
    free(buffer);
    fclose(f);
    return SUCCESS;
}

В этом коде несколько точек выхода из процедуры, и в одной из ветвей выполнения программы забыли освободить память перед выходом из процедуры. То есть происходит утечка памяти.

А вот так правильно надо написать эту процедуру с использованием финализатора.

int process_file(const char* path) 
{
    FILE* f = NULL;
    char* buffer = NULL;
    int result = SUCCESS;

    f = fopen(path, "r");
    if (!f)
    {
        result = ERROR_OPEN;
        goto FINISH;
    }
    
    buffer = malloc(1024);
    if (!buffer) 
    {
        result = ERROR_MEMORY;
        goto FINISH;
    }
    
    if (fread(buffer, 1, 1024, f) < 10) 
    {
        result = ERROR_READ;
        goto FINISH;
    }
    
    // Обрабатываем данные...


FINISH:
    if (buffer) free(buffer);
    if (f) fclose(f);
    return result;
}

Сейчас про break с меткой. Простой break выходит из текущего цикла, а что если надо выйти из нескольких вложенных циклов? Использовать флаги - это запутывает код. Вот как надо реализовать break с меткой.

for (i=0; i<19; i++)
{
    for (j=0; j<10; j++)
    {
        for (k=0; k<17; k++)
        {
            if (somecondition())
                goto LOOP_I_END;
        }
    }
LOOP_I_END:
}

Здесь происходит выход сразу из двух циклов (по k и j).

Язык C до сих пор широко используется, а Pascal уже не используется, но используются языки, совместимые с Pascal'ем: Free Pascal и Delphi. В них есть встренный в язык финализатор (try/finally), но break'а с меткой в них нет, так что GOTO в них всё ещё актуален.

В C++ финализатор можно организовать средствами объектно-ориентированного программирования, а break с меткой отсутствует, так что GOTO тоже нужен.

В Ada изначально был break с меткой, а в Ada-95 добавили объектно-ориенторованное программирование, и финализатор можно реализовать средствами ООП, но это неудобно в Ada. Так что GOTO в нём также приходится использовать.

Так что оператор GOTO всё ещё актуален во многих языках.

А теперь поговорим почему же Дейкстра так невзлюбил GOTO. Дело в том, что Дейкстра не был программистом, и программирование не было его увлечением в детстве. Дейкстра был физиком, и решил перейти в область компьютерного программирования из чисто конъюктурных соображений. Неудачник в физике, он попытался и к программированию применить своё видение науки. В частности, Дейкстра был уверен, что программирование - это часть математики, то есть наука. Но это в корне неверный взгляд, потому что программирование - это не наука, а инженерное дело. Дейкстра же разработал математическую теорию формального анализа компьютерных программ по их тексту, но эта теория работала только в тех случаях, когда в программах не было оператора GOTO (и выбросов исключений). Поэтому Дейкстра из своих личных интересов (для продвижения своей теории) нападал и дискредитировал языки, в которых используется GOTO, и на сам оператор GOTO.

[Алексей1153]

Сообщение от DeepFlake

Рассмотрим на примере C как это надо делать

делается функция-обёртка, и никаких goto не нужно

Сообщение от DeepFlake

Зачем же в используемых в настоящее время языках сохраняется лператор GOTO?

что касается C++ - там сохраняется просто для поддержки древнего кода

Сообщение от DeepFlake

В C++ финализатор можно организовать

при помощи IIFE . То есть, безымянная лямбда с немедленным вызовом
Но и это очень редко требуется

Лучше, конечно, RAII использовать.

И ещё goto ударяет по возможностям оптимизатора

----------
резюме:
goto в C++ нынче не нужен (не из-за религии, а просто сам по себе), ударяет по оптимизации и провоцирует на запутанный код

[Arigato]

Сообщение от DeepFlake

Дело в том, что Дейкстра не был программистом, и программирование не было его увлечением в детстве.

А у многих детей 1930-40-хх годов программирование было увлечением?

[evg_m]

GOTO бывает хороша только в момент ее написания.
А вот потом...
программы имеют обыкновения модернизироваться(исправляться) и не обязательно автором первоначального кода.

А вот так правильно надо написать эту процедуру с использованием финализатора.

а теперь (через неделю/месяц когда мы уже забыли зачем мы ввели FINISH) добавим еще метку FINISH2 ниже FINISH (и GOTO к ней) .
и что в итоге ?

Любое GOTO провоцирует неверный код(алгоритм) в момент ИСПРАВЛЕНИЯ(модификации) не первоначального написания.

[Arigato]

Сообщение от DeepFlake

Дейкстра был физиком, и решил перейти в область компьютерного программирования из чисто конъюктурных соображений. Неудачник в физике, он попытался и к программированию применить своё видение науки.

Я тут глянул биография Дейкстра и что-то факты не сходятся.

По окончании школы поступил на факультет теоретической физики Лейденского университета.

Ну а куда ему поступать? Ну или физика, или математика. Специализированных факультетов по компьютерам и программирования в те годы быть не могло.

В 1951 году увлёкся программированием, поступил на трёхнедельные компьютерные курсы в Кембридже, с 1952 года работал программистом в Математическом центре Амстердама под руководством профессора Адриана ван Вейнгаардена

То есть в 21 год он таки увлекся программированием и даже закончил компьютерные курсы (внимание, это в начале 1950-х). А с 22 лет уже работал программистом.

Уже в 1952 году принял решение окончательно специализироваться на программировании, но всё же окончил курс теоретической физики.

То есть в 22 уже окончательно определился. Ну да, не со школьной скамьи. Но для середины прошлого века эту ну прямо очень молодой возраст входу в профессию.

...

[DeepFlake]

2 Arigato: А в чём не сходятся факты? Физик? - Да, физик. А у ван Вейнгаардена он не работал, а был аспирантом.

[DeepFlake]

>безымянная лямбда с немедленным вызовом

Финализатор - это же отложенное выполнение кода (до окончания блока), так что IIFE - не пойдёт.

>делается функция-обёртка, и никаких goto не нужно

А что проще - cleanup-код во вспомогательной функции или непоседственно в основной функции? Мне кажется в основной.

>goto ударяет по возможностям оптимизатора

наверное больше то проблема оптимизаторов а не goto

[Arigato]

Сообщение от DeepFlake

А в чём не сходятся факты? Физик? - Да, физик.

А кем ему надо было быть? Ну математиком мог бы быть. Скажете, опять не программист. Так не было в то время такой специальности. О ней даже не слышали.

Вот в той же статье есть такая занимательная история: "В 1957 году женился, по собственным воспоминаниям, в графе «профессия» анкеты, которую положено заполнять при бракосочетании, написал «программист» — и его заставили переписывать документы, заявив, что такой профессии не существует, в результате пришлось указать «физик-теоретик»".

А вы теперь говорите, он же физик-теоретик, сам же признался

Тогда даже слово компьютер несколько иное означало. Компьютер это как раз была профессия. Компьютерами работали люди, которые проводили расчеты и вычисления

[сфинкс]

Замена GOTO qb64 на флаг Python в моей теме из подписи
про Случайные и массив в задаче Ребус Букв
https://www.programmersforum.ru/show...5&postcount=27
https://www.programmersforum.ru/show...95#post1860195

qb64

        For ii=1 To NN - 1
            For jj=ii + 1 To NN
            If a(ii)=a(jj) Then GoTo 55
        Next: Next 
...
55 Next: Next: Next: Next: Next: Next: Next: Next
End

Python

        for ii in range (1,nn-1):
          for jj in range (ii+1,nn):
             if x[ii] == x[jj]:
                ff = 1

        if ff == 0: 
...
        ff=0

[DeepFlake]

А, в C# оказывается тоже есть goto, ну вот видите ...
Дисциплина нужна, конечно, когда используют goto, а её часто не хватает