5.5 跳转语句

跳转语句会改变通常的控制流。break 和 continue 作用于循环或 switch，return 结束当前函数，goto 跳到同一函数中的标号。

1. 本节内容

先根据希望离开的语法范围选择对应语句。只有确实需要跳到标号时才使用 goto，并检查跳转后的清理和作用域约束。

2. 习题

#10520

⚡2⏳2

先不编译，写出下面程序的输出，再编译运行核对。

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int count = 0;
    int i;
    for (i = 0; i < 10; ++i) {
        if (i > 7) {
            break;
        }
        if (i % 4 == 0) {
            continue;
        }
        ++count;
        printf("%d ", i);
    }
    printf("\n%d %d\n", count, i);
    return 0;
}

写出全部输出。count 和 i 最后各是多少？
把 break 换成 continue，打印的那行数字有变化吗？第二行的 i 变成多少？说明 break 与 continue 分别让循环在哪里结束。
调换两处判断的顺序，先判断 i % 4 == 0 再判断 i > 7，第二行的 i 变成多少？从 i = 8 那一轮说明原因。
i 为什么声明在 for 外面？改成 for (int i = 0; ...) 后，循环之后还能打印它吗？编译结果是什么？

#10521

⚡4⏳3

下面的程序想找出乘积为 6 的第一对整数，找到就停止搜索。它现在只退出了内层循环。

#include <stdio.h>

int main(void) {
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        for (int j = 0; j < 5; ++j) {
            if (i * j == 6) {
                printf("found %d %d\n", i, j);
                break;
            }
        }
        printf("row %d done\n", i);
    }
    return 0;
}

写出完整输出，说明为什么会出现两组 found。
用标志对象的办法改造：外层循环条件加上 && !found，内层找到后置位标志。改造后只出现一组 found 2 3，row 最多打印到第 2 行。说明最后这一行 row 2 done 为什么仍然出现。
用把搜索抽成函数、找到后直接 return 的办法改造。函数写 static int find_pair(int *pi, int *pj)，找到返回 1，找不到返回 0。
在内层 break 之后用 goto 跳到外层循环之后的标签，使 row 2 done 不再打印。比较标志版与 goto 版：两者打印的 row 行数相差多少？循环条件分别需要怎么写？
把内层找到后的 break 换成 i = 5; j = 5;（直接改循环变量让循环结束）。本题上界为 5，程序确实停下来了。再把两个上界都改成 100，在找到后打印一对下标、计数到 5 次就返回，观察下标在 5 与 6 之间来回跳的现象。说明为什么第一次找到的 1 6 与之后反复出现的 6 1 不是同一对，以及这种写法为什么在评审中不被接受。

#10522

⚡5⏳4

goto 在工程里最常见的用途是统一错误清理。下面的函数有缺陷：有的分支提前返回，跳过了释放动作。

#include <stdio.h>

static int cleanups;

static void release(void) {
    ++cleanups;
}

static int run(int stage) {
    if (stage < 0) {
        return -1;
    }
    if (stage == 1) {
        return -1;
    }
    if (stage == 2) {
        release();
        return -1;
    }
    release();
    return 0;
}

int main(void) {
    for (int s = -1; s <= 3; ++s) {
        int rc = run(s);
        printf("stage %d rc=%d cleanups=%d\n", s, rc, cleanups);
    }
    return 0;
}

写出输出。stage 为 -1 和 1 的那两次调用，各自执行了 release() 没有？打印出来的 cleanups 为什么在 stage 1 那一行仍是 1？缺陷在哪几行？
改成单出口：函数末尾只留一个 done: 标签，标签之后统一调用 release()，前面所有失败分支都写 goto done;，返回值统一由 rc 对象带出。改写后五次调用的 cleanups 依次是多少？rc 是否仍与原来一致？
为什么返回值必须在跳转之前写好，或者用一个 rc 对象贯穿？如果在每个失败分支里直接 return -1;，会跳过什么？
把 release 换成真实的 free 与 fclose 两个调用，写出两资源版本的函数骨架。说明清理顺序为什么与申请顺序相反，以及某个指针为 NULL 时 free 为什么仍然安全（fclose 则不同）。
有人主张把清理写进一个函数、在每个失败分支各调用一次，而不用 goto。以本题的三个失败分支为例，列出这种写法的具体代价，并说明正文为什么说 goto 在这里“最常见、也最合理”。

#10523

⚡6⏳5

本页的三个跳转语句分别解决不同层次的问题。下面三问把它们放进实际程序，每问单独验收。

(1) [4.3] 写一个统计工具：从标准输入读整数。读到 0 结束，输出 个数总和 并返回 0；负数跳过；读到非整数或 EOF 时输出 bad input after N values，返回 1，N 是此前已计入的个数。

样例输入：

样例输出：

out

2 8

要求：循环写成 for (;;)，0 用 break，负数用 continue，读失败用 goto 跳到函数末尾的错误处理，不要在分支里重复 printf 和 return 1。验收另两组：输入 3 后跟 abc 得 bad input after 1 values，退出状态 1；空输入得 bad input after 0 values，退出状态 1。最后去掉 goto，只用标志对象表达读失败，重写一遍，记录需要新增哪些对象、条件怎么改，并说明原版在“读到 0 之后不再读取”这一点上为什么更直接。

(2) [4.3] 把 (1) 失败后的策略改成“跳过该行继续读”，用 getchar 丢弃当前行剩余的字符直到换行，然后 continue。说明为什么只写 continue 会陷入死循环：scanf 读到错误字符后有没有把它取走？

(3) [6.4] 下面的状态机程序想依次走完三个阶段，实际行为与作者的预期不一致：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int state = 0;
    int steps = 0;

    for (;;) {
        switch (state) {
            case 0:
                printf("state 0 -> 1\n");
                state = 1;
                break;
            case 1:
                printf("state 1 -> 2\n");
                state = 2;
                continue;
            case 2:
                printf("state 2 -> done\n");
                goto done;
            default:
                printf("unknown\n");
                goto done;
        }
        printf("after switch, state=%d\n", state);
        if (++steps > 10) {
            goto done;
        }
    }

done:
    printf("finished after %d steps\n", steps);
    return 0;
}

写出输出，逐条说明程序里的 break、continue、goto 各自把控制送到哪里，并解释 steps 为什么只有 1。把 case 1 的 continue 改成 break，steps 变成多少？再把 case 0 的 break 也改成 continue：先预测不加任何保护时程序会怎样，再在 for 循环体开头加一个自增的轮次计数与上限，确认它为什么会一直跑下去。最后从“continue 跳过的是本轮剩余语句”这一条解释原因。

3.10 求值

4.3 选择语句

5.5 跳转语句

10.2 结构体

14.3 程序支持

15.1 声明

16.2 对象表示

18.2 标准库中的宏

5.5 跳转语句 ​

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2. 习题 ​

5.5 跳转语句

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2. 习题