C++ |do{...}while(0)的意义和用法详解

在C++中,有三种类型的循环语句:for, while, 和do...while, 但是在一般应用中作循环时, 我们可能用for和while要多一些,do...while相对不受重视。

但是我发现了do...while的一些十分聪明的用法,不是用来做循环,而是用作其他来提高代码的健壮性。

C++ |do{...}while(0)的意义和用法详解
 

1. do...while(0)消除goto语句

通常,如果在一个函数中开始要分配一些资源,然后在中途执行过程中如果遇到错误则退出函数,当然,退出前先释放资源,我们的代码可能是这样:

version 1

bool Execute()

{

   // 分配资源

   int *p = new int;

   bool bOk(true);

   // 执行并进行错误处理

   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;

   }

   // ..........

   // 执行成功,释放资源并返回

    delete p;  

    p = NULL;

    return true;

}

这里一个最大的问题就是代码的冗余,而且我每增加一个操作,就需要做相应的错误处理,非常不灵活。于是我们想到了goto:

version 2

bool Execute()

{

   // 分配资源

   int *p = new int;

   bool bOk(true);

   // 执行并进行错误处理

   bOk = func1();

   if(!bOk) goto errorhandle;

   bOk = func2();

   if(!bOk) goto errorhandle;

   bOk = func3();

   if(!bOk) goto errorhandle;

   // ..........

   // 执行成功,释放资源并返回

    delete p;  

    p = NULL;

    return true;

errorhandle:

    delete p;  

    p = NULL;

    return false;

}

代码冗余是消除了,但是我们引入了C++中身份比较微妙的goto语句,虽然正确的使用goto可以大大提高程序的灵活性与简洁性,但太灵活的东西往往是很危险的,它会让我们的程序捉摸不定,那么怎么才能避免使用goto语句,又能消除代码冗余呢,请看do...while(0)循环:

version3

bool Execute()

{

   // 分配资源

   int *p = new int;

   bool bOk(true);

   do

   {

      // 执行并进行错误处理

      bOk = func1();

      if(!bOk) break;

      bOk = func2();

      if(!bOk) break;

      bOk = func3();

      if(!bOk) break;

      // ..........

   }while(0);

    // 释放资源

    delete p;  

    p = NULL;

    return bOk;

}

 

C++ |do{...}while(0)的意义和用法详解
 

2. 宏定义中的do...while(0)

如果你是C++程序员,我有理由相信你用过,或者接触过,至少听说过MFC, 在MFC的afx.h文件里面, 你会发现很多宏定义都是用了do...while(0)或do...while(false), 比如说:

#define AFXASSUME(cond) 

do { bool __afx_condVal=!!(cond); 

ASSERT(__afx_condVal); 

__analysis_assume(__afx_condVal);} while(0)

粗看我们就会觉得很奇怪,既然循环里面只执行了一次,我要这个看似多余的do...while(0)有什么意义呢? 

当然有!

为了看起来更清晰,这里用一个简单点的宏来演示:

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

假设这里去掉do...while(0),

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

那么以下代码:

if(NULL != p) SAFE_DELETE(p)

else   ...do sth...

就有两个问题,

1) 因为if分支后有两个语句,else分支没有对应的if,编译失败

2) 假设没有else, SAFE_DELETE中的第二个语句无论if测试是否通过,会永远执行。

你可能发现,为了避免这两个问题,我不一定要用这个令人费解的do...while,  我直接用{}括起来就可以了

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

的确,这样的话上面的问题是不存在了,但是我想对于C++程序员来讲,在每个语句后面加分号是一种约定俗成的习惯,这样的话,以下代码:

if(NULL != p) SAFE_DELETE(p);

else   ...do sth...

其else分支就无法通过编译了(原因同上),所以采用do...while(0)是做好的选择了。

也许你会说,我们代码的习惯是在每个判断后面加上{}, 就不会有这种问题了,也就不需要do...while了,如:

if(...) 

{

}

else

{

}

诚然,这是一个好的,应该提倡的编程习惯,但一般这样的宏都是作为library的一部分出现的,而对于一个library的作者,他所要做的就是让其库具有通用性,强壮性,因此他不能有任何对库的使用者的假设,如其编码规范,技术水平等。

C++ |do{...}while(0)的意义和用法详解
 

总结起来这样写主要有以下几点好处:

1、辅助定义复杂的宏,避免引用的时候出错

2、避免使用goto对程序流进行统一的控制:

有些函数中,在函数return之前我们经常会进行一些收尾的工作,比如free掉一块函数开始malloc的内存,goto一直都是一个比较简便的方法。由于goto不符合软件工程的结构化,而且有可能使得代码难懂,所以很多人都不倡导使用,那这个时候就可以用do{}while(0)来进行统一的管理。

3、避免空宏引起的warning

内核中由于不同架构的限制,很多时候会用到空宏,在编译的时候,空宏会给出warning,为了避免这样的warning,就可以使用do{}while(0)来定义空宏:

#define EMPTYMICRO do{}while(0)

4、定义一个单独的函数块来实现复杂的操作:

当你的功能很复杂,变量很多你又不愿意增加一个函数的时候,使用do{}while(0);,将你的代码写在里面,里面可以定义变量而不用考虑变量名会同函数之前或者之后的重复。

C++ |do{...}while(0)的意义和用法详解
 

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