do...while(0)的妙用詳細解析

2020-01-26 15:51:26

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供稿：網友

在C++中，有三種類型的循環語句：for, while, 和do...while，但是在一般應用中作循環時，我們可能用for和while要多一些，do...while相對不受重視。
但是我發現了do...while的一些十分聰明的用法，不是用來做循環，而是用作其他來提高代碼的健壯性。

1. do...while(0)消除goto語句
通常，如果在一個函數中開始要分配一些資源，然后在中途執行過程中如果遇到錯誤則退出函數，當然，退出前先釋放資源，我們的代碼可能是這樣：
version 1

復制代碼代碼如下:

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

   // 執行并進行錯誤處理
   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，釋放資源并返回
    delete p;
    p = NULL;
    return true;

}

這里一個最大的問題就是代碼的冗余，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。于是我們想到了goto:
version 2

復制代碼代碼如下:

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

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

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

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

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

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

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

}

代碼冗余是消除了，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可以大大提高程序的靈活性與簡潔性，但太靈活的東西往往是很危險的，它會讓我們的程序捉摸不定，那么怎么才能避免使用goto語句，又能消除代碼冗余呢，請看do...while(0)循環：
version3

復制代碼代碼如下:

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

   bool bOk(true);
   do
   {
      // 執行并進行錯誤處理
      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;
}

2 宏定義中的do...while(0)
如果你是C++程序員，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文件里面，你會發現很多宏定義都是用了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，既然循環里面只執行了一次，我要這個看似多余的do...while(0)有什么意義呢？
當然有！
為了看起來更清晰，這里用一個簡單點的宏來演示：
#define SAFE_DELETE(p) do{ delete p; p = NULL} while(0)
假設這里去掉do...while(0),
#define SAFE_DELETE(p) delete p; p = NULL;

那么以下代碼：
if(NULL != p) SAFE_DELETE(p)
else ...do sth...

就有兩個問題，
1) 因為if分支后有兩個語句，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，但是我想對于C++程序員來講，在每個語句后面加分號是一種約定俗成的習慣，這樣的話，以下代碼:
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），所以采用do...while(0)是做好的選擇了。

也許你會說，我們代碼的習慣是在每個判斷后面加上{}, 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，應該提倡的編程習慣，但一般這樣的宏都是作為library的一部分出現的，而對于一個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，如其編碼規范，技術水平等。

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