В языке С определены четыре оператора перехода: return, goto, break и continue. Операторы return и goto можно использовать в любом месте внутри функции. Операторы break и continue можно использовать в любом из операторов цикла. Как указывалось ранее в этой главе, break можно также использовать в операторе switch.
Оператор return используется для выхода из функции. Отнесение его к категории операторов перехода обусловлено тем, что он заставляет программу перейти в точку вызова функции. Оператор return может иметь ассоциированное с ним значение, тогда при выполнении данного оператора это значение возвращается в качестве значения функции. В функциях типа void используется оператор return без значения.
Стандарт С89 допускает наличие оператора return без значения, даже если тип функции отличен от void. В этом случае функция возвращает неопределенное значение. Но что касается языков С99 и C++, если тип функции отличен от void, то ее оператор return обязательно должен иметь значение. Конечно, и в программе на С89 отсутствие возвращаемого значения в функции, тип которой отличен от void, является признаком плохого стиля!
Общая форма оператора return следующая:
return выражение;
Выражение присутствует только в том случае, если функция возвращает значение. Это значение выражения становится возвращаемым значением функции.
Внутри функции может присутствовать произвольное количество операторов return. Выход из функции происходит тогда, когда встречается один из них. Закрывающаяся фигурная скобка } также вызывает выход из функции. Выход программы на нее эквивалентен оператору return без значения. В этом случае функция, тип которой отличен от void, возвращает неопределенное значение.
Функция, определенная со спецификатором void, не может содержать return со значением. Так как эта функция не возвращает значения, в ней не может быть оператора return, возвращающего значение. Более подробно return рассматривается в главе 6.
Кроме goto, в языке С есть другие операторы управления (например break, continue), поэтому необходимости в применении goto практически нет. В результате чрезмерного использования операторов goto программа плохо читается, она становится "похожей на спагетти". Чаще всего такими программами недовольна администрация фирм, производящих программный продукт. То есть оператор goto весьма непопулярен, более того, считается, что в программировании не существует ситуаций, в которых нельзя обойтись без оператора goto. Но в некоторых случаях его применение все же уместно. Иногда, при умелом использовании, этот оператор может оказаться весьма полезным, например, если нужно покинуть глубоко вложенные циклы[1]. В данной книге оператор goto рассматривается только в этом разделе.
Для оператора goto всегда необходима метка. Метка — это идентификатор с последующим двоеточием. Метка должна находится в той же функции, что и goto, переход в другую функцию невозможен. Общая форма оператора goto следующая:
goto метка; . . . метка:
Метка может находиться как до, так и после оператора goto. Например, используя оператор goto, можно выполнить цикл от 1 до 100:
x = 1; loop1: x++; if(x<=100) goto loop1;
Оператор break применяется в двух случаях. Во-первых, в операторе switch с его помощью прерывается выполнение последовательности case (см. раздел "Оператор выбора — switch" ранее в этой главе). В этом случае оператор break не передает управление за пределы блока. Во-вторых, оператор break используется для немедленного прекращения выполнения цикла без проверки его условия, в этом случае оператор break передает управление оператору, следующему после оператора цикла.
Когда внутри цикла встречается оператор break, выполнение цикла безусловно (т.е. без проверки каких-либо условий.) прекращается и управление передается оператору, следующему за ним. Например, программа
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int t;
for(t=0; t<100; t++) {
printf("%d ", t);
if(t==10) break;
}
return 0;
}
выводит на экран числа от 0 до 10. После этого выполнение цикла прекращается оператором break, условие t < 100 при этом игнорируется.
Оператор break часто используется в циклах, в которых некоторое событие должно вызвать немедленное прекращение выполнения цикла. В следующем примере нажатие клавиши прекращает выполнение функции look_up():
void look_up(char *name)
{
do {
/* поиск имени 'name' */
if(kbhit()) break;
} while(!found);
/* process match */
}
Библиотечная функция kbhit() возвращает 0, если клавиша не нажата (то есть, буфер клавиатуры пуст), в противном случае она возвращает ненулевое значение. В стандарте С функция kbhit() не определена, однако практически она поставляется почти с каждым компилятором (возможно, под несколько другим именем).
Оператор break вызывает выход только из внутреннего цикла. Например, программа
for(t=0; t<100; ++t) {
count = 1;
for(;;) {
printf("%d ", count);
count++;
if(count==10) break;
}
}
100 раз выводит на экран числа от 1 до 9. Оператор break передает управление внешнему циклу for.
Если оператор break присутствует внутри оператора switch, который вложен в какие-либо циклы, то break относится только к switch, выход из цикла не происходит.
Функция exit() не является оператором языка, однако рассмотрим возможность ее применения. Аналогично прекращению выполнения цикла оператором break, можно прекратить работу программы и с помощью вызова стандартной библиотечной функции exit(). Эта функция вызывает немедленное прекращение работы всей программы и передает управление операционной системе.
Общая форма функции exit() следующая:
void exit (int код_возврата);
Значение переменной код_возврата передается вызвавшему программу процессу, обычно в качестве этого процесса выступает операционная система. Нулевое значение кода возврата обычно используется для указания нормального завершения работы программы. Другие значения указывают на характер ошибки. В качестве кода возврата можно использовать макросы EXIT_SUCCESS и EXIT_FAILURE (выход успешный и выход с ошибкой). Функция exit() объявлена в заголовочном файле <stdlib.h>.
Функция exit() часто используется, когда обязательное условие работы программы не выполняется. Рассмотрим, например, компьютерную игру в виртуальной реальности, использующую специальный графический адаптер. Главная функция main() этой игры выглядит так:
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
if(!virtual_graphics()) exit(1);
play();
/* ... */
}
/* .... */
Здесь virtual_graphics() возвращает значение ИСТИНА, если присутствует нужный графический адаптер. Если требуемого адаптера нет, вызов функции exit(1) прекращает работу программы.
В следующем примере в новой версии ранее рассмотренной функции menu() вызов exit() используется для выхода из программы и возврата в операционную систему:
void menu(void)
{
char ch;
printf("1. Проверка правописания\n");
printf("2. Коррекция ошибок\n");
printf("3. Вывод ошибок\n");
printf("4. Выход\n");
printf(" Введите Ваш выбор: ");
do {
ch = getchar(); /* чтение клавиши */
switch(ch) {
case '1':
check_spelling();
break;
case '2':
correct_errors();
break;
case '3':
display_errors();
break;
case '4':
exit(0); /* Возврат в ОС */
}
} while(ch!='1' && ch!='2' && ch!='3');
}
Можно сказать, что оператор continue немного похож на break. Оператор break вызывает прерывание цикла, a continue — прерывание текущей итерации цикла и осуществляет переход к следующей итерации. При этом все операторы до конца тела цикла пропускаются. В цикле for оператор continue вызывает выполнение операторов приращения и проверки условия цикла. В циклах while и do-while оператор continue передает управление операторам проверки условий цикла. В следующем примере программа подсчитывает количество пробелов в строке, введенной пользователем:
/* Подсчет количества пробелов */
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char s[80], *str;
int space;
printf("Введите строку: ");
gets(s);
str = s;
for(space=0; *str; str++) {
if(*str != ' ') continue;
space++;
}
printf("%d пробелов\n", space);
return 0;
}
Каждый символ строки сравнивается с пробелом. Если сравниваемый символ не является пробелом, оператор continue передает управление в конец цикла for и выполняется следующая итерация. Если символ является пробелом, значение переменной space увеличивается на 1.
В следующем примере оператор continue применяется для выхода из цикла while путем передачи управления на условие цикла:
void code(void)
{
char done, ch;
done = 0;
while(!done) {
ch = getchar();
if(ch=='$') {
done = 1;
continue;
}
putchar(ch+1); /* печать следующего в алфавитном
порядке символа */
}
}
Функция code предназначена для кодирования сообщения путем замены каждого символа символом, код которого на 1 больше кода исходного символа в коде ASCII. Например, символ А заменяется символом В (если это латинские символы.). Функция прекращает работу при вводе символа $. При этом переменной done присваивается значение 1 и оператор continue передает управление на условие цикла, что и прекращает выполнение цикла.
[1]Уже одно это (чрезмерная вложенность и неожиданный выход сразу из нескольких циклов) может свидетельствовать о плохой структуре программы.