是否有充分的理由说明在函数中只有一个return语句是一个更好的实践?

或者在逻辑上正确的情况下,可以从函数中返回,这意味着函数中可能有许多返回语句?


当前回答

我通常支持多个return语句。它们是最容易阅读的。

在某些情况下,这并不好。有时从函数返回可能非常复杂。我记得有一种情况,所有函数都必须链接到多个不同的库。一个库期望返回值是错误/状态代码,而其他库则不期望。使用一个return语句可以节省时间。

我很惊讶没人提到goto。Goto并不是每个人都想让你相信的编程的祸害。如果必须在每个函数中只有一个return语句,请将它放在末尾,并根据需要使用gotos跳转到该return语句。绝对避免标记和箭头编程,它们既丑陋又运行缓慢。

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使用单一出口点可以降低圈复杂度,因此,从理论上讲,可以降低在修改代码时引入错误的可能性。然而,实践往往表明需要更务实的方法。因此,我倾向于只有一个出口点,但如果可读性更好,允许我的代码有多个出口点。

一般来说,我尝试从一个函数中只有一个出口点。然而,有时这样做实际上会创建一个比必要的更复杂的函数体,在这种情况下,最好有多个出口点。它确实需要基于结果的复杂性进行“判断”,但目标应该是在不牺牲复杂性和可理解性的情况下尽可能减少出口点。

我倾向于单一退出,除非事情真的变得复杂。我发现在某些情况下,多个存在点可以掩盖其他更重要的设计问题:

public void DoStuff(Foo foo)
{
    if (foo == null) return;
}

在看到这段代码时,我马上会问:

'foo'是否为空? 如果是这样,有多少客户端'DoStuff'曾经调用一个空'foo'函数?

根据这些问题的答案,可能是这样

这种检查毫无意义,因为它从来都不是真的。它应该是一个断言) 这种检查很少是正确的,所以最好改变那些特定的调用函数,因为它们可能应该采取一些其他的操作。

在上述两种情况下,代码可能都可以用断言重做,以确保'foo'永远不为空,并更改相关的调用者。

还有另外两个原因(我认为是针对c++代码的),多重存在实际上会产生负面影响。它们是代码大小和编译器优化。

在函数出口作用域中的非pod c++对象将调用其析构函数。如果有几个return语句,那么作用域中可能有不同的对象,因此要调用的析构函数列表也会不同。因此,编译器需要为每个return语句生成代码:

void foo (int i, int j) {
  A a;
  if (i > 0) {
     B b;
     return ;   // Call dtor for 'b' followed by 'a'
  }
  if (i == j) {
     C c;
     B b;
     return ;   // Call dtor for 'b', 'c' and then 'a'
  }
  return 'a'    // Call dtor for 'a'
}

如果代码大小是一个问题,那么这可能是值得避免的。

另一个问题涉及到“命名返回值优化”(又名复制省略,ISO c++ '03 12.8/15)。c++允许实现在可以的情况下跳过调用复制构造函数:

A foo () {
  A a1;
  // do something
  return a1;
}

void bar () {
  A a2 ( foo() );
}

就像代码一样,对象'a1'是在'foo'中构造的,然后它的复制构造将被调用来构造'a2'。然而,复制省略允许编译器在堆栈上与'a2'相同的位置构造'a1'。因此,当函数返回时,不需要“复制”对象。

多个出口点会使编译器的检测工作复杂化,至少对于相对较新的vc++版本,优化不会发生在函数体有多个返回的地方。有关详细信息,请参阅Visual c++ 2005中的命名返回值优化。

我能想到的一个很好的理由是代码维护:您有一个单一的退出点。如果你想改变结果的格式,…,它的实现要简单得多。此外,为了调试,你可以在那里插入一个断点:)

话虽如此,我曾经不得不在一个库中工作,那里的编码标准强制要求“每个函数一个返回语句”,我发现这相当困难。我写了很多数值计算代码,经常有“特殊情况”,所以代码最终很难跟上……

有人可能会说……如果在执行函数的任务之前必须满足多个条件,那么在满足这些条件之前不要调用函数:

而不是:

function doStuff(foo) {
    if (foo != null) return;
}

Or

function doStuff(foo) {
    if (foo !== null) {
        ...
    }
}

在foo != null之前不要调用doStuff

if(foo != null) doStuff(foo);

这要求每个调用站点确保在调用之前满足调用的条件。如果有多个调用站点,则该逻辑最好放在单独的函数中、待调用函数的方法中(假设它们是一级公民)或代理中。

关于函数是否在数学上是可证明的这个话题,要考虑逻辑而不是语法。如果一个函数有多个返回点,这并不意味着(默认情况下)它在数学上不可证明。