Нетипичный выход из switch и for: выход из нескольких вложенных блоков и циклов

#cpp #c

Как, находясь в switch(b), выйти сразу из switch(a) (switch(b) находится внутри case
в а), при этом не выходя из функции с, в которой они находятся?

void c()
{
    switch (a)
    {
        case 1:
            switch (b)
            {
                case 1:
                    ???
                    break;
            }
            break;
    }
    return;
}


И ещё вопрос - как, находясь в цикле, который находится в switch, выйти сразу из
switch, не выходя из функции (и наоборот - если switch находится в for)?

void c()
{
    switch (a)
    {
        case 1:
            for (;;)
            {
                ???
            }
            break;
    }
    return;
}


goto не принимается!`
    

Ответы

Ответ 1

Лирическое отступление

Позиция "goto не принимается" берётся из непонимания проблемы goto, и почему Дейкстра
написал свой исторический документ, а Вирт изуродовал goto в Паскале.

Исторически противостояние с goto позникло на фоне перехода на структурное программирование.
Проблема goto в том, что при использовании безусловных переходов без ограничений код
превращается в неподдерживаемую лапшу, в которой невозможно понять, какой кусок выполняется
после какого, и при каких условиях. В старых языках и при старых компиляторах с помощью
goto можно было совершать невообразимые вещи: обходить инициализацию переменных, врываться
внутрь циклов и вообще произвольных функций. Легко понять, что подобное использование
goto встречало неприятие.

Структурное программирование решало эту проблему, превращая типичные использования
goto в условные переходы и циклы. Все эти if, else, while, for, do и прочие, которые
теперь есть во всех языках — не более, чем паттерны использования goto (если быть точнее,
конструкции if (a) goto b) с синтаксисом на уровне языка.

Проблема в том, что структурное программирование эффективно решает не все реально
возникающие проблемы. Осталось несколько красивых и эффективных паттернов, которые
так и остаются во власти goto: быстрый выход из нескольких циклов, освобождение ресурсов
при отстутвии RAII, переход по состояниям автомата и некоторые другие. В этом случае
уже использование структурного программирования превращает код в лапшу, а код с goto
остаётся чистым и понятным, если хорошо понимать эти паттерны.

Кроме того, проблема использования goto для входа в произвольный кусок кода давно
неактуальна: современные компиляторы просто не позволят вам обойти инициализацию переменной
или проделать какую-нибудь подобную шалость.

Структурное программирование

Некоторые языки предлагают дополнительные конструкции: именованные блоки и параметризация
break именами блоков (outer: for { for { break outer } }), выход из произвольного числа
блоков заданием числового параметра (for { for { break 2 } }) и прочие костыли. В C++
этого всего нет.

У вас остаётся только традиционный костыль выхода из вложенных циклов/блоков — вынесение
в отдельную функцию и использование return. Только учтите, что использование return
где-то помимо конца функции тоже воспринимается как ересь ярыми адептами структурного
программирования.

Если вы такой ярый адепт, то у вас один путь: вводить дополнительные переменные.
По сути, вся идея противостояния goto зиждется на том факте, что любой код с goto можно
преобразовать к коду без goto путём введения переменных.

void c()
{
    bool exitCase1 = false;
    switch (a)
    {
        case 1:
            switch (b)
            {
                case 1:
                    exitCase1 = true;
                    break;
            }
            if (exitCase1)
                break;
    }
    return;
}


Аналогично со вложенными циклами: везде добавляйте переменные и дополняйте код условиями
выхода: for (int i = 0; i < 10 && !exitFor; i++) for (int j = 0; j < 10 && !exitFor;
j++) ....

Учтите, что подобный код с морем if и переменных для значительной части программистов
будет выглядеть заметно сложнее, чем код с goto. Кроме того, подобный код менее эффективен:
безусловный переход с помощью goto, очевидно, работает быстрее, чем многочисленные
проверки на каждом уровне вложенности, особенно в случае циклов.

И упасите вас боги воспользоваться исключениями для выхода из цикла — это надругательство
над языком, за которое вас посадят на кол и адепты, и противники goto. Исключения должны
использоваться для обработки исключительных ситуаций, а не для управления потоком выполнения
программы.

Нормальное решение

Просто используйте goto.

Уже больше 40 лет прошло после структурной революции, пора расстаться со старыми
слепыми религиозными взглядами и принять реальность такой, какая она есть. А в этой
реальности до сих пор остаются задачи, которые эффективно решаются с помощью goto.
Профессионалы должны знать паттерны правильного использования goto, а не прятать голову
в песок и писать лапшекод из-за отживших свой век взглядов, которые насадили предки.

Впрочем, всегда следует стараться пользоваться возможностями языка, которые приходят
на замену goto, если таковые есть. Например, если в языке есть выход из нескольких
блоков с помощью break, то goto здесь не нужен. Если в языке есть RAII (конструкторы-деструкторы
в C++) или конструкции для освобождения ресурсов (using в C#), то goto для освобождения
ресурсов не нужен.


Ответ 2

Как вариант - при помощи исключений, хотя с точки зрения пуристов от C++ это плохой
вариант.

Второй способ - заведение булевых флагов с их установкой и проверкой.

Именованные break в C++  пока не завели...