Question

今天我打开了一个Microsoft的.Net正则表达式实现，它让我觉得这可能是C＃语言中存在goto语句的唯一原因（它主要强调'清晰度'对于开发人员的概念，goto似乎根本没有任何地方），也可能是微软使用CLR库实现的唯一原因 - 性能提升。我还记得在System.Web.UI.dll中微软的ASP.NET页面/控件渲染中看到类似的优化。这是一个有效的（或记录在案的？）假设吗？除了改善代码执行时间之外，你有没有看到它在任何其他情况下使用 Microsoft ？感谢。

以下是微软自己的正则表达式实施中的摘录（无法在细节上进行扫描），他们再次广泛使用goto来实现性能提升：

public override void Go() 
{
    int num4;
    int num5;
    string runtext = base.runtext;
    int runtextstart = base.runtextstart;
    int runtextbeg = base.runtextbeg;
    int runtextend = base.runtextend;
    int runtextpos = base.runtextpos;
    int[] runtrack = base.runtrack;
    int runtrackpos = base.runtrackpos;
    int[] runstack = base.runstack;
    int runstackpos = base.runstackpos;
    runtrack[--runtrackpos] = runtextpos;
    runtrack[--runtrackpos] = 0;
    runstack[--runstackpos] = runtextpos;
    runtrack[--runtrackpos] = 1;
    if ((((runtextpos != base.runtextstart) || 
       (4 > (runtextend - runtextpos))) || 
       ((runtext[runtextpos] != '<') || 
       (runtext[runtextpos + 1] != '%'))) || 
       ((runtext[runtextpos + 2] != '-') || 
       (runtext[runtextpos + 3] != '-')))
    {
        goto Label_02F8;
    }
    runtextpos += 4;
    runstack[--runstackpos] = -1;
    runtrack[--runtrackpos] = 1;
    goto Label_0213;
Label_0161:
    if (num5 > num4)
    {
        runtrack[--runtrackpos] = (num5 - num4) - 1;
        runtrack[--runtrackpos] = runtextpos - 1;
        runtrack[--runtrackpos] = 2;
    }
Label_0194:
    num4 = runstack[runstackpos++];
    this.Capture(2, num4, runtextpos);
    runtrack[--runtrackpos] = num4;
    runtrack[--runtrackpos] = 3;
    if (runtextpos >= runtextend)
    {
        goto Label_02F8;
    }
    runtextpos++;
    if (runtext[runtextpos] != '-')
    {
        goto Label_02F8;
    }
    num4 = runstack[runstackpos++];
    this.Capture(1, num4, runtextpos);
    runtrack[--runtrackpos] = num4;
    runtrack[--runtrackpos] = 3;
Label_0213:
    if (num4 != -1)
    {
        runtrack[--runtrackpos] = num4;
    }
    else
    {
        runtrack[--runtrackpos] = runtextpos;
    }
    if ((num4 = runstack[runstackpos++]) != runtextpos)
    {
        runtrack[--runtrackpos] = runtextpos;
        runtrack[--runtrackpos] = 4;
    }
    else
    {
        runstack[--runstackpos] = num4;
        runtrack[--runtrackpos] = 5;
    }
    if (((3 > (runtextend - runtextpos)) || 
    (runtext[runtextpos] != '-')) || 
    ((runtext[runtextpos + 1] != '%') || 
    (runtext[runtextpos + 2] != '>')))
    {
        goto Label_02F8;
    }
    runtextpos += 3;
    num4 = runstack[runstackpos++];
    this.Capture(0, num4, runtextpos);
    runtrack[--runtrackpos] = num4;
    runtrack[--runtrackpos] = 3;
Label_02EF:
    base.runtextpos = runtextpos;
    return;
Label_02F8:
    base.runtrackpos = runtrackpos;
    base.runstackpos = runstackpos;
    this.EnsureStorage();
    runtrackpos = base.runtrackpos;
    runstackpos = base.runstackpos;
    runtrack = base.runtrack;
    runstack = base.runstack;
    switch (runtrack[runtrackpos++])
    {
        case 1:
            runstackpos++;
            goto Label_02F8;

        case 2:
            runtextpos = runtrack[runtrackpos++];
            num4 = runtrack[runtrackpos++];
            if (num4 > 0)
            {
                runtrack[--runtrackpos] = num4 - 1;
                runtrack[--runtrackpos] = runtextpos - 1;
                runtrack[--runtrackpos] = 2;
            }
            goto Label_0194;

        case 3:
            runstack[--runstackpos] = runtrack[runtrackpos++];
            this.Uncapture();
            goto Label_02F8;

        case 4:
            runtextpos = runtrack[runtrackpos++];
            runstack[--runstackpos] = runtextpos;
            runtrack[--runtrackpos] = 5;
            if ((runtrackpos > 40) && (runstackpos > 30))
            {
                runstack[--runstackpos] = runtextpos;
                runtrack[--runtrackpos] = 1;
                runstack[--runstackpos] = runtextpos;
                runtrack[--runtrackpos] = 1;
                num4 = (num5 = runtextend - runtextpos) + 1;
                do
                {
                    if (--num4 <= 0)
                    {
                        goto Label_0161;
                    }
                    runtextpos++;
                }
                while (runtext[runtextpos] != '-');
                runtextpos--;
                goto Label_0161;
            }
            runtrack[--runtrackpos] = 6;
            goto Label_02F8;

        case 5:
            runstack[runstackpos] = runtrack[runtrackpos++];
            goto Label_02F8;
    }
    runtextpos = runtrack[runtrackpos++];
    goto Label_02EF;
}

Answer 1

我看到的一个用例是自动生成的代码。高级控制流构造对我们人类来说很容易，但不一定方便作为代码生成算法的输出。

您的代码是否已反编译？在这种情况下，它可能只是在不使用goto的情况下以反编译器无法处理的方式编写。在IL级别上，所有控制流构造都被转换为goto s，反编译器会尝试猜测它们是什么。在复杂的情况下，它可能无法找到使用高级构造来表示它的好方法，从而转向goto s。

另一个用例是状态机。您有许多状态，在每个状态之后，它可以使用goto语句转换到新状态。解析器是状态机的常见应用。

Answer 2

好的，这是关于生成的代码的问题，并且与为什么 C＃有goto语句没有实际关系。

它不仅生成，而且是为状态机（DFA）生成的代码。甚至手写的状态机有时也会使用goto。

要回答标题问题：否，goto是为了向后兼容并解决小角落情况，例如嵌套循环（退出），例如状态机。它与性能几乎没有任何关系。

Answer 3

您在反编译过程中看到了goto。在这种情况下，缺少if / else-scope的翻译。反编译过程不是1-1翻译，因此反编译器通常无法正确翻译。 .Net使用goto，因为它是MSIL /机器代码移动的唯一方法。在最低级别，它在使用堆栈播放的内存地址之间跳转。

对于我们凡人的开发者来说，可以避免它，因为我们有可以做我们需要的范围命令。 while (true) { }实际上只是翻译为“if（true）goto someaddress”，并且在范围的末尾“转到ifaddressupthere”，因此直接使用goto可以获得很少或没有性能。

我一直在使用Mono.Cecil编写一些程序集重写内容，所以我有一些在Reflector和MSIL中查看代码的经验。在大多数情况下，编译后的代码都经过了很好的优化。

Answer 4

在某些情况下，goto会增加代码的可读性，例如突破嵌套循环。

Item item = null;
foreach(var a in A)
{
    foreach(var b in a.B)
    {
        if (b.foo == someCondition)
        {
            item = b.item;
            goto AfterLoop;
        }
    }
}
AfterLoop:

如果没有goto，您需要大量if (hasFound) {break;}种代码。

性能是否会提升“GOTO”声明存在的“真正”目的？

4 个答案: