C/C++ 中的可破坏命名作用域

简介

这个问题由此而来：命名循环成语：危险？对于不想阅读原始问题的人来说，这是关于做这样的事情：

named(label1) for(int i = 0 ; i < 10 ; i++) {
    for(int j = 0 ; j < 10 ; j++) {
      if(some_condition)
            break(label1); // exit outer loop
      }
}

这个新问题是关于"命名循环"习语的改进版本。如果你懒得阅读整篇文章，你可以直接转到这篇文章的"示例"部分，清楚地理解我在说什么。

设计缺陷

不幸的是，这个问题很快就结束了（后来又重新打开了），因为它更像是一个利弊辩论，而不是一个纯粹的技术问题。似乎它不符合SO问答格式。此外，我提供的代码有几个缺陷：

• 关键字 break 由宏重新定义
• 宏是用小写字母编写的

• 它使一些可怕的东西可以编译（至少使用 MSVC）：

  int foo() {
     named(label1) for(int i = 0 ; i < 10; i++)
     {
        if(some_condition)
        {
            break(label1);  // here it's ok, the behavior is obvious
        }   
     }
     break(label1); // it compiles fine without warning... but the behavior is pretty obscur!
  }
  

• 它可能会破坏一些好看的代码。例如，由于范围问题，以下内容未编译。

  int foo() {
  named(label1)  for(int i = 0 ; i < 10 ; i++)
         named(label2)  for(int j = 0 ; j < 10 ; j++)
          if(i*j<15)
              cout << i*j << endl;
          else
              break(label2);
   }
  

更安全的实施

我试图解决所有这些问题，以获得命名循环的安全版本。更一般地说，它也可以称为可破解作用域，因为它可用于过早退出任何作用域，而不仅仅是循环。

以下是两个宏NAMED和BREAK的定义：

    #define NAMED(bn)   if(const bool _YOU_CANNOT_USE_NAMED_BREAK_IF_YOU_ARE_OUTSIDE_##bn##_ = true)
                            goto _named_loop_identifier__##bn##_;
                        else
                            _break_the_loop_labelled_##bn##_:
                            if(true)
                                {}
                            else
                                if(! _YOU_CANNOT_USE_NAMED_BREAK_IF_YOU_ARE_OUTSIDE_##bn##_)
                                    goto _break_the_loop_labelled_##bn##_;
                                else
                                    _named_loop_identifier__##bn##_:

    #define BREAK(bn) if(!_YOU_CANNOT_USE_NAMED_BREAK_IF_YOU_ARE_OUTSIDE_##bn##_){} 
                        else goto _break_the_loop_labelled_##bn##_

它看起来丑陋而繁琐，因为它也避免了MSVC或GCC可能生成的一些警告，如"未使用的变量"，"未引用的标签"或"建议明确的大括号"。此外，如果使用不当，它不应该编译，在这种情况下，错误消息将是可以理解的。例如：

    NAMED(loop1) for(int i = 0 ; i < 10; i++) {
        NAMED(loop2) for(int j = 0 ; j < i ; j++) {
            cout << i << "," << j << endl;
            if(j == 5) {
                BREAK(loop1);   // this one is okay, we exit the outer loop
            }
        }
        BREAK(loop2); // we're outside loop2, this is an error
    }

前面的代码将无法编译，并且编译器错误消息为第二个BREAK："_YOU_CANNOT_USE_NAMED_BREAK_IF_YOU_ARE_OUTSIDE_loop2_"，这是非常明确的。

例

在提出我的问题之前，我提供了两个例子来说明这些结构的（相对）有用性：

break外循环：

     NAMED(myloop) for(int i = 0 ; i < rows; i++) {
         for(int j = 0 ; j < cols ; j++) {
            if(some_condition) {
                 BREAK(myloop);
            }
         }
     }

退出特定范围：

NAMED(myscope1) {
    cout<< "a";
    NAMED(myscope2)
    {
        cout << "b";
        NAMED(myscope3)
        {
            cout << "c";
            BREAK(myscope2);
            cout << "d";
        }
        cout << "e";
    }
    cout <<"f";
}

此代码打印：abcf 。

我的问题

的问题是什么之前，我必须定义它不是什么，因为我不想看到我的主题在 10 分钟内关闭。

不是"这是一个好主意吗？"，也不是"你怎么看？"甚至"它有用吗？"，因为stackoverflow似乎不是一个讨论的地方。无论如何，我已经知道答案："Macro是邪恶的"，"Goto是邪恶的"和"改用lambdas"。

相反，我的问题是关于技术正确性和针对编程错误的鲁棒性。我希望这个结构尽可能安全。

• 用户是否有可能滥用它并且仍然能够编译？我试图解决原始实现的明显问题，但C++非常复杂，也许我错过了一些东西？

• 它会默默地破坏一些好看的代码吗？这是我主要关心的问题。它会干扰其他C++功能（异常处理、析构函数调用、其他条件语句或其他任何功能）吗？

我的目标是证明这种结构本质上并不危险。我已经知道在实际代码中使用它是一个非常糟糕的主意，因为其他程序员可能不清楚它，但是在个人项目中使用它是否足够安全？

编辑：布尔变量现在const（感谢Jens Gustedt）。稍后我将尝试将 if s 替换为 for s，以检查它在像这样使用时是否可以删除虚假警告：

if(true)
     BREAK(label);

编辑2：正如JensGustedt所注意到的，if语句中的变量声明在C中是不允许的（仅限C++）。用循环替换它的另一个原因。