Продолжение цикла и выход из него
В циклах иногда иногда бывает удобным проверить некое условие и при его выполнении выйти из цикла.
В Си-подобных языках для этой цели служит оператор «break».
Однако бывают такие ситуации, когда условие выхода удобнее проверить не в заголовке цикла, а «по месту требования».
В случае вложенных циклов бывает необходимо покинуть не только текущий вложенный цикл, но цикл, его объемлющий.
Этом случае можно выйи из положения за счёт дополнительных переменных:
for (int i=0; i < Imax; ++i)
{
// ...
int надо_выйти_из_цикла = FALSE;
for (int j=0; i < Jmax; ++j)
{
// ...
if (условие)
{ надо_выйти_из_цикла = TRUE;
break;
}
// ...
}
if (надо_выйти_из_цикла)
break;
// ...
}
Не очень красивое решение.
Вот поэтому подобные случаи являются оправданием «goto»:
for (int i=0; i < Imax; ++i)
{
// ...
for (int j=0; i < Jmax; ++j)
{
// ...
if (условие)
goto end_loop;
// ...
}
// ...
}
end_loop:;
Это короче, элегантнее, но... с «goto»!
Это тот самый «goto», который стал причиной многих психических заболеваний, банкротств и падений индекса NASDAQ.
А нельзя ли так же кратко, но без любимого врага Дейкстры, о котором мы поговорим в следующей статье?
Может, в других языках есть приёмы получше?
Java
В Java для избавления от «goto» применяется техника именованных блоков.
LOOP:
for(int i=0; i < Imax; ++i)
{
// ...
for(int j=0; j < Jmax; ++j)
{
/// ...
if (условие)
break LOOP;
// ...
}
// ...
}
Хотя значительно нагляднее было бы так:
for(int i=0; i < Imax; ++i)
{
// ...
for(int j=0; j < Jmax; ++j)
{
/// ...
if (условие)
break END_LOOP;
// ...
}
// ...
} :END_LOOP;
Есть сильное подозрение, что так не сделали только потому,
что это очень смахивает на простую замену ключевого слова «goto» на «break».
PHP
В PHP выход из вложенного цикла выглядит, на мой взгляд, значительно элегантнее.
После «break» указывается количество вложенных циклов, которые должен «покинуть» оператор «break».
В приведённом примере, который аналогичен приведённому выше для Java, «break» должен «пересечь» две фигурные скобки «}»,
чтобы оказаться за пределами двух циклов.
for($i=0; $i < $Imax; ++$i)
{
// ...
for($j=0; $j < $Jmax; ++$j)
{
// ...
if(условие)
break 2;
// ...
}
// ...
}
Такое усовершенствование пришло в голову автору этих строк задолго до знакомства с PHP.
Такое «параллельное изобретение» подверждает невозможность полной монополии на хорошие идеи.
Но поскольку имелись идеи не только насчёт «break N», то при знакомстве PHP обратил внимание, что в нём нет «continue N».
Идея, которая вполне «симметрична» предыдущей.
Хотя для применения «continue N» не очень легко привести пример из жизни для иллюстрации его полезности.
Возможно, читатели этих строк предложат что-то в комментариях к статье.
Итог
И так, теперь нам необходимо найденные находки изложить в систематизированном виде в сочетании с нашим «симметричном скобочном» стиле:
(int i=0 loop i < $Imax; ++i
// ...
(int j=0 loop j < $Jmax; ++j
// ...
(if условие
exit 2)
// ...
)
// ...
}
Замена ключевого слова «break» на «exit», как видится, больше соответствует смыслу выполняемого действия.
Но это для тех, кто предпочитает программировать с использованием английских идентификаторов.
Для приверженцев повсеместного употребления русской речи ключевое слово одно — «выход».
Ну и теперь, конечно, было бы интересно узнать, какой графический (вместо синтаксического) сахар должна предлжить программисту IDE.
Было бы логичным увидеть примерно такое:
|
|
// Объемлющий цикл
|
|
|
|
|
(
|
инициал.выр-я loop условие; выр-я в конце цикла
|
|
|
|
// Выход из объемлющего цикла
|
|
|
|
|
|
|
|
// Вложенный цикл
|
|
|
|
|
(
|
инициал.выр-я loop условие; выр.в конце цикла
|
|
|
|
// Продолжение вложенного цикла
|
|
|
|
|
|
|
|
// Выход из вложенного цикла
|
)
|
|
|
|
|
// Операторы цикла
|
)
|
|
|
|
|
// В программе на С здесь бы поставили метку типа «end_loop:;»
|
)
|
Получается очень наглядно.
Стрелки от ключевого слова «exit» показывает, из какого цикла будет произведён выход.
Если же «exit» имеет числовой операнд, то стрелка должна пересечь границы нескольких циклов.
Величина операнда равна числу покидаемых циклов.
Оператор «continue» сопровождается другого рода стрелкой, вид которой напоминает о возврате к началу цикла.
Ещё раз хочется отметить, что графическое оформление приведённых выше примеров лишь иллюстрирует идею,
но не является ни единственным, ни окончательным вариантом.
Значки, стрелки и прочие графические элементы могут и будут иметь другой вид,
а пока что показывают сам принцип тексто-графической композиции текста программы.
Опубликовано: 2012.09.25, последняя правка: 2014.12.20 11:51
Отзывы
2013/05/07 16:37, koba #
Вообще говоря, выход из глубоко вложенного цикла за пределы внешнего цикла является единственным оправданием любителей goto. В действительности такие любители не понимают, а их оппоненты не показывают (может быть, тоже не понимают), одного обстоятельства, которое показывает их слабое понимание принципов программирования. Посмотрим, в чём смысл нескольких вложенных циклов, из которых из самого внутреннего приходится делать выход? А смысл очень простой: проверяется некоторое множество абсолютно равноценных элементов, но это множество программист по тем или иным причинам разрезал на несколько измерений. То есть он некие элементы представил как неравноценные, но при этом хочет обрабатывать их как равноценные. Разумеется, это противоречие такие программисты не только не могут разрешить, но даже не знают о его существовании. То есть они сканирование множества в целом заменяют сканированием отдельных измерений. Поэтому им приходится использовать такой несуразный приём как выпрыгивание наружу.
В действительности, когда программист осознает, что он превратил равноценные элементы в неравноценные, сразу возникает решение с одним единственным циклом -- проходом целиком по всему множеству равноценных элементов.
Пример
Было с goto и вложенными циклами так:int matrix[n][m];
int value;
...
for(int i=0; i<n; i++)
for (int j=0; j<m; j++)
if (matrix[i][j] == value) {
printf("value %d found in cell (%d,%d)\n",value,i,j);
goto end_loop;
}
printf("value %d not found\n",value);
end_loop: ; Стало без goto и с одним циклом так (пример на C):int matrix[n][m];
int value;
...
int i = 0;
int j = 0;
int f;
while (!((f = (matrix[i][j] == value)) !! (i == n) && (j == m)))
if (!(j = ++j % m)) i = ++i % n;
if (f) printf("value %d found in cell (%d,%d)\n",value,i,j);
else printf("value %d not found\n",value);
2013/05/07 22:13, Автор сайта #
Ну давайте представим, что у нас есть массив ссылок, который мы перебираем в объемлющем цикле. Элементы этого массива ссылаются, скажем, на ещё какие-то массивы неодинаковой длины. Эти массивы мы будем перебирать во внутреннем цикле. Не правда ли, это логично? И если перед нами стоит задача поиска, то найдя нужный элемент, мы смело даём команду «exit 2» и выходим обоих циклов. Заурядная задача, заурядное решение, но кратчайшим способом.
2014/01/31 10:40, Pensulo #
Пример решения предложенной Вами задачки на VisualBasic с применением всего одного цикла:Const iMax As Integer = 100
Private Source(1 To iMax) As Variant
' Source — одномерный массив состоящий из ссылок
' на другие одномерные массивы переменной длинны.
Function SearchInArray(Required As String) As Boolean
Dim i As Integer: Dim j As Integer
i = 1: SearchInArray = False
Do
j = LBound(Source(i)) ' Получить начальный индекс переменного массива
If Source(i)(j) = Required Then
SearchInArray = True
Exit Do ' В данном примере можно сразу употребить 'Exit Function'
End If
j = j + 1
If j > UBound(Source(i)) Then
' Анализировать выход за конечный индекс переменного массива
i = i + 1
End If
Loop Until i > iMax
End Function Аналогично эту задачу можно решить на любом ЯВУ без употребления оператора выхода из объемлющего (внешнего) цикла.
Решение с двумя циклами привожу следом. Отмечу при этом, что и в этом случае не потребовался оператор выхода из объемлющего (внешнего) цикла:Function SearchInArray2(Required As String) As Boolean
Dim i As Integer: Dim j As Integer
i = 1: SearchInArray2 = False
Do
j = LBound(Source(i))
Do
If Source(i)(j) = Required Then
SearchInArray2 = True
Exit Do 'Опять же в данном примере можно сразу употребить 'Exit Function'
End If
j = j + 1
Loop Until j > UBound(Source(i))
If SearchInArray2 = True Then
' Этот анализ можно опустить в случае использования 'Exit Function' ранее
Exit Do
End If
i = i + 1
Loop Until i > iMax
End Function
2014/01/31 16:13, Автор сайта #
Приведённый Вами пример использует дополнительные переменные, чтобы указать внешнему циклу — продолжать его или нет. Т.е. заведомо более длинное решение.
2014/02/25 15:49, Руслан #
Более короткое далеко не всегда лучше чем более длинное решение. В любом случае решение по феншую будет лучше.
2014/07/02 05:56, utkin #
Получается очень наглядно. Стрелки от ключевого слова «exit» показывает, из какого цикла будет произведён выход. Если же «exit» имеет числовой операнд, то стрелка должна пересечь границы нескольких циклов. Величина операнда равна числу покидаемых циклов. Оператор «continue» сопровождается другого рода стрелкой, вид которой напоминает о возврате к началу цикла. Для такого фрагмента да, очень удобно. Для полной программы это будет ярчайший, дикий винегрет, режущий глаза своей пестростью.
2014/07/02 13:37, Автор сайта #
В IDE должны быть настройки, которые включают или отключают показ тех или иных графических элементов, например: «сопровождать стрелкой оператор выхода», «сопровождать условные операторы значками» и т.д. Тогда каждый настроит себе по вкусу.
2014/11/07 11:30, Сергей #
2 koba Сокращение уровня вложенности циклов («уплощение») является чисто техническим приёмом, который в данной ситуации имеет только одну цель — избежать выхода из глубоко вложенного цикла. Однако результат достигается за счёт потери наглядности и понятности кода. Использование «exit 2» в данной ситуации не несёт никаких вредных последствий, полностью сохраняет эффективность кода и, самое важное, не причиняет вреда лёгкости чтения и понимания кода.
2014/11/27 09:06, enburk #
+1
Даже вариант с goto читается мгновенно. В исправленный же вариант приходится вглядываться и размышлять, что замыслил автор...
Предложил бы ещё вместо «exit 2» писать «exit exit».
2014/11/27 17:41, Автор сайта #
Тоже вариант. Вот только при обходе многомерного массива в цикле нужно будет писать «exit exit ... exit».
2015/11/02 01:04, Nick #
2 Сергей
+1
2 coba
но если уж на то пошло, то для С можно было и попроще написать:int matrix[n][m];
int value;
int f;
for(int i = n * m; --i >= 0 && f = (matrix[i] != value););
if (!f) printf("value %d found in cell (%d,%d)\n",value,i,j);
else printf("value %d not found\n",value); И вообще все эти continue, break и т.д. просто синтаксический сахар.
continue легко заменяется оператором if() {}. break не совсем конечно сахар, т.к. для замены дополнительная переменная нужна, но если бы goto не злоупотребляли, то и break не понадобился бы... (но "бы" мешает)
P.S. Даже эта запись int matrix[n][m]; — синтаксический сахар. Но если из языков убрать этот сахар, будет ассемблер.
2015/11/08 19:28, Автор сайта #
Двухмерные матрицы — самый простой способ показать случай, когда «goto» полезен, потому что короче. При отсутствии иных вариантов, конечно. Но «break N» элегантно устраняет этот наверное единственный обоснованный случай применения «goto» — не правда ли? А для работы с элементами множеств лучше использовать цикл «foreach».
2016/07/03 13:36, rst256 #
Нет не правда, там не нужен goto? Как и не нужен лишний цикл, хороший правильный вариант тут уже продемонстрировали.
А вот первый попавший под руку код с goto:static size_t utf8_decode(const char *s, const char *e, unsigned *pch) {
unsigned ch;
if (s >= e) {
*pch = 0;
return 0;
}
ch = (unsigned char)s[0];
if (ch < 0xC0) goto fallback;
if (ch < 0xE0) {
if (s+1 >= e !! (s[1] & 0xC0) != 0x80)
goto fallback;
*pch = ((ch & 0x1F) << 6) !
(s[1] & 0x3F);
return 2;
}
if (ch < 0xF0) {
if (s+2 >= e !! (s[1] & 0xC0) != 0x80
!! (s[2] & 0xC0) != 0x80)
goto fallback;
*pch = ((ch & 0x0F) << 12) !
((s[1] & 0x3F) << 6) !
(s[2] & 0x3F);
return 3;
}
{
int count = 0; /* to count number of continuation bytes */
unsigned res = 0;
while ((ch & 0x40) != 0) { /* still have continuation bytes? */
int cc = (unsigned char)s[++count];
if ((cc & 0xC0) != 0x80) /* not a continuation byte? */
goto fallback; /* invalid byte sequence, fallback */
res = (res << 6) ! (cc & 0x3F); /* add lower 6 bits from cont. byte */
ch <<= 1; /* to test next bit */
}
if (count > 5)
goto fallback; /* invalid byte sequence */
res != ((ch & 0x7F) << (count * 5)); /* add first byte */
*pch = res;
return count+1;
}
fallback:
*pch = ch;
return 1;
}Если код под fallback кажется вам достаточно небольшим, чтобы расплодить его заместо вызова goto, то представьте в добавок нему ещё пару сотен строк, сути это не поменяет
2016/07/03 15:36, Автор сайта #
static size_t utf8_decode(const char *s, const char *e, unsigned *pch) {
unsigned ch;
if (s >= e) {
*pch = 0;
return 0;
}
ch = (unsigned char)s[0];
if (ch < 0xC0) fallback(*pch, ch); return 1;
if (ch < 0xE0) {
if (s+1 >= e !! (s[1] & 0xC0) != 0x80)
fallback(*pch, ch); return 1;
*pch = ((ch & 0x1F) << 6) !
(s[1] & 0x3F);
return 2;
}
if (ch < 0xF0) {
if (s+2 >= e !! (s[1] & 0xC0) != 0x80
!! (s[2] & 0xC0) != 0x80)
fallback(*pch, ch); return 1;
*pch = ((ch & 0x0F) << 12) !
((s[1] & 0x3F) << 6) !
(s[2] & 0x3F);
return 3;
}
{
int count = 0; /* to count number of continuation bytes */
unsigned res = 0;
while ((ch & 0x40) != 0) { /* still have continuation bytes? */
int cc = (unsigned char)s[++count];
if ((cc & 0xC0) != 0x80) /* not a continuation byte? */
fallback(*pch, ch); return 1;/* invalid byte sequence, fallback */
res = (res << 6) ! (cc & 0x3F); /* add lower 6 bits from cont. byte */
ch <<= 1; /* to test next bit */
}
if (count > 5)
fallback(*pch, ch); return 1; /* invalid byte sequence */
res != ((ch & 0x7F) << (count * 5)); /* add first byte */
*pch = res;
return count+1;
}
}Так сойдёт? Но если бы из функции можно было возвращить несколько значений, то «return 1, pch» смотрелось бы красивее.
2016/08/10 18:55, rst256 #
Так сойдёт? Но если бы из функции можно было возвращить несколько значений, то «return 1, pch» смотрелось бы красивее. Наверное да. Я по, крайней мере, поступил именно так при адаптации данного кода под лексер, у вас ведь тоже, как я понимаю, fallback(*pch, ch) — это макрос?
2017/09/19 13:27, Comdiv #
Многие видели заголовок статьи Дейкстры, но немногие её читали. Дейкстра возражает против непоследовательных процессов, а goto — всего лишь способ нарушения, который присутствовал в языках того времени. Теперь наплодили много специализированных аналогов goto для частных случаев, посчитав, что они решили проблему, но несмотря на то, что такие ограниченные goto лучше, чем полноценный goto, это не решает проблему принципиально. Там, где критически важна корректность кода, неструктурные выходы не практикуются. Примером может служить MISRA C, являющаяся стандартом де факто для встраиваемых систем в автомобилях. В этих требованиях неструктурные переходы запрещены почти полностью, включая преждевременный return. Исключение сделано для единственного break на цикл.
2017/09/18 22:36, Автор сайта #
Я задавал вопрос Андрею Карпову, разработчику статического анализатора кода PVS-Studio, как влияет на качество работы анализатора оператор «goto», а так же «break», «continue» и «return». Ответил одним словом: «Плохо». Правда, непонятно, отнёс он это только к «goto», или к другим операторам тоже. Обещал написать статью на эту тему, но что-то не идёт к нему вдохновение...
2018/06/24 21:39, rst256 #
Имеет значение лишь то, сколь хорошо мы код свой понимаем и как четко представляем его работу в каждой из возможных ситуаций. Кроме нас самих никто не сможет избавить наш код от ошибок и багов: ни самое строгое соблюдение всех правил, ни самая идеальная и надежная парадигма, ни самый лучший и продвинутый статический анализатор.
2018/06/25 15:10, Автор сайта #
Спору нет, без мозга — никуда. Да не простого, а обременённого соответствующими знаниями. Но мозг может устать, потерять внимательность, не совладать с объёмом информации, который надо держать в голове одновременно. И тут приходят на помощь вспомогательные инструменты. Почитаешь о том, какие ошибки находят анализатора кода, и думаешь: «Нет, в таком частоколе букв, цифр и знаков я бы искал ошибку до поседения». Всему своё место: мозгу — творческая работа, инструментам — рутина. Ну и язык должен предостерегать, по возможности, от ошибок. Добавить свой отзыв
Написать автору можно на электронную почту
mail(аt)compiler.su
|
