do{...}while(0)的妙用

时间：2022-12-13 14:55:12

在学习第一门编程语言时，就已经介绍了顺序分支、条件分支、循环分支。比如循环分支有for、while、do-while语句。在随后的学校及工作中，如果手工循环一般使用for、while，很少使用do-while，感觉用处不大，但现在看来，do-while大有用途。

1. 帮助定义复杂的宏以避免错误

举例来说，假设你需要定义这样一个宏：

#define DOSOMETHING()  foo1(); foo2();

这个宏的本意是，当调用DOSOMETHING()时，函数foo1()和foo2()都会被调用。但是如果你在调用的时候这么写：

if(a>0)
    DOSOMETHING();

因为宏在预处理的时候会直接被展开，你实际上写的代码是这个样子的：

if(a>0)
    foo1();
    foo2();

这就出现了问题，因为无论a是否大于0，foo2()都会被执行，导致程序出错。

那么仅仅使用{}将foo1()和foo2()包起来行么？比如：

#define DOSOMETHING() { foo1(); foo2(); }

我们在写代码的时候都习惯在语句右面加上分号，如果在宏中使用{}，代码里就相当于这样写了：“{...};”，展开后就是这个样子：

if(a>0)
{
    foo1();
    foo2();
};

很明显，这是一个语法错误（大括号后多了一个分号）。

在所有可能情况下，期望我们写的多语句宏总能有正确的表现几乎是不可能的。你不能让宏表现的像函数一样---在没有do/while(0)的情况下。

如果我们使用do{...}while(0)来定义宏，即：

#define DOSOMETHING() \
        do{ \
          foo1();\
          foo2();\
        }while(0)\

这样，宏被展开后，上面的调用语句才会保留初始的语义。do能确保大括号里的逻辑能被执行，而while(0)能确保该逻辑只被执行一次，就像没有循环语句一样。

总结：在Linux和其它代码库里的，很多宏实现都使用do/while(0)来包裹他们的逻辑，这样不管在调用代码中怎么使用分号和大括号，而该宏总能确保其行为是一致的。

我的心得，这是我最喜欢使用do-while的一处用法，如果你开发了一个库、甚至就只是一个宏实现提供给别人使用，你不能确信所有人都会按照你的意图正确使用该实现，有的使用者处处加大括号，也有的人认为你会处理的。因此你需要保证你的实现在各种使用场景下都是表现一致的。另外，就像Scott Meyers在Effective C++中谈及的，让接口容易被正确使用，而不易被误用。

2. 避免使用goto控制程序流

在一些函数中，我们可能需要在return语句之前做一些清理工作，比如释放在函数开始处由malloc申请的内存空间，使用goto总是一种简单的方法：

int foo()
{
    somestruct *ptr = malloc(...);

    dosomething...;
    if(error)
        goto END;
    dosomething...;
    if(error)
        goto END;
    dosomething...;
END:
    free(ptr);
    return 0;
}

但由于goto不符合软件工程的结构化，而且有可能使得代码难懂，所以很多人都不倡导使用，这个时候我们可以使用do{...}while(0)来做同样的事情：

int foo()
{
    somestruct *ptr = malloc(...);
    do
    {
        dosomething...;
        if(error)
            break;
        dosomething...;
        if(error)
            break;
        dosomething...;
    }
    while(0);

    free(ptr);
    return 0;
}

这里将函数主体部分使用do{...}while(0)包含起来，使用break来代替goto，后续的清理工作在while之后，现在既能达到同样的效果，而且代码的可读性、可维护性都要比上面的goto代码好的多了。

我的心得，这也是喜欢do-while的第二个用法，非常好。比如有个人认为这样会导致很多变量要在do-while语句外面提前声明（这是C++程序反对的一点，用时才声明），也有人认为还有强大的RAII和智能指针神马的，不怕内存问题。但是，在某些场景下，要是这些都不能用呢，比如C语言？比如没有smart ptr？比如维护的是旧代码？

3. 避免由宏引起的警告

内核中由于不同架构的限制，很多时候会用到空宏，。在编译的时候，这些空宏会给出warning，为了避免这样的warning，我们可以使用do{...}while(0)来定义空宏：

#define EMPTYMICRO do{}while(0)

好吧，这种情况我还没有见到。 

4. 定义单一的函数块来完成复杂的操作

如果你有一个复杂的函数，变量很多，而且你不想要增加新的函数，可以使用do{...}while(0)，将你的代码写在里面，里面可以定义变量而不用考虑变量名会同函数之前或者之后的重复。


这种情况应该是指一个变量多处使用（但每处的意义还不同），我们可以在每个do-while中缩小作用域，比如：

int key;
string value;
int func()
{
    int key = GetKey();
    string value = GetValue();
    dosomething for key,value;
    do{
        int key;string value;
        dosomething for this key,value;
    }while(0);    
}

 

注，以上内容来自：

http://www.pixelstech.net/article/1390482950-do-%7B-%7D-while-%280%29-in-macros

http://www.pixelstech.net/article/1350871981-Significance-and-use-of-do%7B-%7Dwhile%280%29-

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