小张笔记

c_cpp为什么要专门设计个do_while

原创 果冻虾仁 [编程往事](javascript:void(0)😉 昨天

收录于话题

#for循环1个内容

#C++30个内容

#do while1个内容

#C++115个内容

最初do ... while的出现，更多的是作为循环控制流的一种语法糖。因为不论是while 还是 for循环，都是要先判断是否满足进入循环体的条件的。满足条件之后才能进入循环去执行循环体内的操作。

而有些时候，第一次的执行逻辑我们不需要满足循环条件，也要执行。这时候就可以用do ... while。举个例子，前几天的LeetCode每日一题 869. 重新排序得到2的幂，刚好遇到这么一个场景：

给定正整数 N ，我们按任何顺序（包括原始顺序）将数字重新排序，注意其前导数字不能为零。如果我们可以通过上述方式得到 2 的幂，返回 true；否则，返回 false。

https://leetcode-cn.com/problems/reordered-power-of-2/

解题偷懒的话，可以直接用STL的排列相关的函数next_permutation来解答：

class Solution {
public:
    bool reorderedPowerOf2(int n) {
        auto check = [](int n) {
            return (n&(n-1)) == 0;
        };

        string s = to_string(n);
        int len = s.size();
        sort(s.begin(), s.end());

        do {
            if (s[0] == '0') {
                continue;
            }
            if (check(stoi(s))) {
                return true;
            }
        } while (next_permutation(s.begin(), s.end()));

        return false;
    }
};
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

本题，在我们将字符串sort()以后，变成了字典升序，然后每次通过调用next_permutation() 修改字符串s，变成其中字母的下一个排列。当不存在下一个排列的时候（字符串已经变成字典序逆序），返回false。

在一开始进来的时候不能

        while (next_permutaion(s.begin(), s.end()) {
            if (s[0] == '0') {
                continue;
            }
            if (check(stoi(s))) {
                return true;
            }
        }
1
2
3
4
5
6
7
8

因为这样会导致sort完成的那个s（升序）没有参与到check的计算，造成遗漏。

如果不能do ... while就只能这样写：

        sort(s.begin(), s.end());

        if (s[0] != '0' && check(stoi(s))) {
            return true;
        }
        while (next_permutation(s.begin(), s.end())) {
            if (s[0] == '0') {
                continue;
            }
            if (check(stoi(s))) {
                return true;
            }
        }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

在while执行之前做一次check计算，然后才进入while。逻辑上当然没问题，只是造成了代码冗余。

当然这是do ... while最初的用法，后面程序员们集思广益，又利用do ... while的特性发明了独特了 do ... while(0)的特殊使用场景

# do ... while(0) 搭配宏函数的定义

C和C++语言中有宏的概念，而Java没有，所以这个条款对Java程序员没有用。

在C/C++中，有时候我们可能用宏来定义“函数”。我们都知道其本质还是宏，而非函数。所以其实还是在编译预处理阶段进行代码文本的暴力替换！而如果你定义的宏函数中的代码，被插入的位置，附近有括号或分号，有时候常常不能如你所愿的编译运行。

而do ... while(0)构造的代码块则不会受到大括号、分号等的影响。不管你把你的宏函数放到任何地方都不会出错。

比如Redis源码中就有大量的这种用法，下面这段出自zmalloc的源码：

#define update_zmalloc_stat_alloc(__n) do { \
    size_t _n = (__n); \
    if (_n&(sizeof(long)-1)) _n += sizeof(long)-(_n&(sizeof(long)-1)); \
    if (zmalloc_thread_safe) { \
        update_zmalloc_stat_add(_n); \
    } else { \
        used_memory += _n; \
    } \
} while(0)
1
2
3
4
5
6
7
8
9

# do ... while(0) 中断顺序执行的逻辑

这个条款适用于C、C++、Java等有do ... while用法的语言。由于Java中int和bool不能转换，所以在Java中是：

do {
} while (false);
1
2

下面言归正传，关于这个用法，其实我在之前这篇文章的条款7也介绍过了。

图片 (opens new window)C++代码简化之道（一）

概括一下，函数（或方法）中一段顺序逻辑，依次经历1，2，3三个步骤，然后是其他逻辑（比如 4， 5）。其中1，如果失败就不执行2，2如果失败不执行3。就是逻辑中断之后直接跳到4和5。容易想到的实现思路有三：

  1. 把步骤1， 2，3抽象成函数。每次判断函数的返回值，成功才调用下一个函数。OK。这样没问题。但是如果这种类似的逻辑很多，就要抽成很多个函数，而每个函数内只有寥寥几行代码。未免啰嗦。
  2. 使用异常。如果是Java语言应该很习惯用异常来实现这个逻辑，把顺序逻辑封在try catch块里。每个步骤失败直接throw异常。OK，C++也可以写类似的代码。然而C++用异常隐患很多，不如Java安全，很多工程规范都竭力避免抛异常。另外就是抛异常也不是无开销的，而且这里只是逻辑中断，逻辑上也不算『异常』，通过throw异常和catch异常的方式未免影响代码可读性……
  3. goto【Java没有，C和C++有】确实看过一些代码确实在这种场合使用过goto。当然我们要严厉禁止goto。这个方案直接略过。

其实还有第4种方案：do while(0)

do {
    // 步骤1
    ...
    if (步骤1失败) {
        break;
    }
    // 步骤2
    ...
    if (步骤2失败) {
        break;
    }
    // 步骤3
    ...
    if (步骤3失败) {
        break;
    }
} while(0);

// 步骤4
...
// 步骤5
...
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

这个其实也适用于其他用do while的语言，不止C++。当然关于这个用法在C++11以后，很多人提出，用立即执行的lambda会更好，表现力会更强一些：

[...](...) { // 通过捕获或传参传入一些上下文中的变量，
             // 用...替代，表示省略 ...不是语法的一部分！
    // 步骤1
    ...
    if (步骤1失败) {
        return;
    }
    // 步骤2
    ...
    if (步骤2失败) {
        return;
    }
    // 步骤3
    ...
    if (步骤3失败) {
        return;
    }
}(); // 比普通lambda表达式多了一个括号，表示立即执行
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

这种匿名的、定义处立即执行的lambda，也叫IIFE(Immediately Invoked Function Expression) ，翻译成：立即调用函数表达式。IIFE是Javascript中的概念，见国外有些人也把C++的这种lambda表达式用法称作IIFE，私以为可能不是C++这边的官方说法。

Anyway，不过其实IIFE的风格，代码量上也并没有比do ... while(0)减少多少，而且还要额外的传参或捕获。支持者们认为，这里面的return中断逻辑，要比do ... while(0)的 break表达中断要好。这个……见仁见智吧。

# 往期推荐

图片 (opens new window)实践解读CLOSE_WAIT和TIME_WAIT

图片 (opens new window)大四那一年

图片 (opens new window)白嫖Github的Action做定时任务

图片 (opens new window)brpc小课堂：从StringPiece说开来

图片 (opens new window)STL中有哪些副作用或容易会产生性能开销的地方？

收录于话题 #C++

30个

下一篇brpc小课堂：从StringPiece说开来

阅读原文 (opens new window)

喜欢此内容的人还喜欢

这些JavaScript 细节，你未必知道

JavaScript 每日一练

不喜欢

不看的原因

确定

  • 内容质量低

  • 不看此公众号

MySQL规范「建表规范」有了这个技术规范，看谁还敢说我的建表不规范！- 第397篇

SpringBoot

不喜欢

不看的原因

确定

  • 内容质量低

  • 不看此公众号

Python 可视化如何配色？这个工具你值得拥有

Python实用宝典

不喜欢

不看的原因

确定

  • 内容质量低

  • 不看此公众号

img

微信扫一扫 关注该公众号

：，。视频小程序赞，轻点两下取消赞在看，轻点两下取消在看

Last Updated: 2022/7/8 下午2:41:42
小张头条