如何避免使用continue和break

大神王垠说避免使用continue和break。他说：

出现continue或者break的原因，往往是对循环的逻辑没有想清楚。如果你考虑周全了，应该是几乎不需要continue或者break的。如果你的循环里出现了continue或者break，你就应该考虑改写这个循环。改写循环的办法有多种：

1.如果出现了continue，你往往只需要把continue的条件反向，就可以消除continue。
2.如果出现了break，你往往可以把break的条件，合并到循环头部的终止条件里，从而去掉break。
3.有时候你可以把break替换成return，从而去掉break。
4.如果以上都失败了，你也许可以把循环里面复杂的部分提取出来，做成函数调用，之后continue或者break就可以去掉了。

现在我有这样一段代码：代码要处理的就是检查name中有没有非规范的字符。代码功能是没有问题的。

int is_valid_name(char *name, uint16_t len)
{
    char regularChrs[]="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-_";
    char tmp[sizeof(uint16_t)]={0};
    uint16_t regLen,i,j; 
    if(len <= 0)
        return 1;   
    memcpy(tmp, name, len);
    
    regLen = strlen(regularChrs);
    for(i=0; i<len; i++)
    {
        for(j=0; j<regLen; j++)
        {
            if(tmp[i] != regularChrs[j])
                continue;
            else
                break;
        }
        if(j == regLen)
        {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

如何改写呢？

这里要注意，我们的核心逻辑里面包含了contine和break，其控制流程如下图所示:

QQ图片20151207160802.jpg-1034kB

但仔细分析一下，我们可以发现continue语句是无效的语句，因为即使没有它，控制流程也能返回。那么实际的逻辑语句是：

        ...
        for(j=0; j<regLen; j++)
        {
            if(tmp[i] == regularChrs[j])
                break;
        }
        ...

改写步骤

现在情况简单明了，只需要将break语句消除掉即可，方法是：如果出现了break，你往往可以把break的条件，合并到循环头部的终止条件里，从而去掉break。并将中间循环提取出来形成一个单独函数，用于判断一个字符是否是规范字符，以使表达更简洁；另外对于返回值，要根据函数语义进行修改。

const char regularChrs[]="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-_";
uint16_t regLen = strlen(regularChrs);
int is_valid_letter(char ch)
{
    uint16_t index = 0;
    while(index < regLen && ch != regluarChrs[index])
    {
        index += 1;
    }
    //退出循环后可以判断是否遍历完regularChrs。
    //如果遍历完，说明ch不等于规范字符串中的任何一个。invalid
    if(j == regLen)
    {
        return 0; //invalid
    }else
    {
        return 1; //valid
    }
}

然后将原来代码中相关的逻辑处理用这个函数代替。

int is_valid_name(char *name, uint16_t len)
{
    uint16_t i = 0;
    
    if(len <= 0)
        return 0;
    
    while(i < len && is_valid_letter(name[i]) )
    {
        i += 1;
    }
    //遍历完整个name发现都是valid letter，即name也是valid    
    if(i == len)
    {
        return 1; //valid
    }else
    {
        return 0; //invalid
    }
}

仔细观察上面两个函数，它们代码结构是相似的，不同在于两个函数的判断标准是相反的，因此返回值正好相反，这是为了保证函数语义的一致性。
这样的两个不同的逻辑判断如果在一个函数里面实现的时候，就会因为逻辑嵌套且上层与下层的逻辑实现不同而造成背离感，这种背离感是这种复杂逻辑所固有的。在我们修改版本中体现的更好。修改版本中，如果你保证上层与下层函数语义的一致性，那么就会失去实现逻辑的一致性；如果保证实现的一致性，那么就会失去函数语义的一致性。
我们可以想象用is_invalid_letter函数来重新实现我们的功能。代码如下：

int is_invalid_letter(char ch)
{
    uint16_t index = 0;
    while(index < regLen && ch != regluarChrs[index])
    {
        index += 1;
    }
    //退出循环后可以判断是否遍历完regularChrs。
    //如果遍历完，说明ch不等于规范字符串中的任何一个。invalid
    if(j == regLen)
    {
        return 1; //invalid
    }else
    {
        return 0; //valid
   }
}

int is_valid_name(char *name, uint16_t len)
{
    uint16_t i = 0;
    
    if(len <= 0)
        return 0;
    
    while(i < len && !is_invalid_letter(name[i]) )
    {
        i += 1;
    }
    //遍历完整个name发现都是valid letter，说明name也是valid   
    if(i == len)
    {
        return 1; //valid
    }else
    {
        return 0; //invalid
    }
}

此时大家会发现，两个函数实现逻辑已经是相同的了，但是函数语义已经背反。

总结

原始代码里面，看起来代码量比较少，但是语义不清，理解起来要困难很多，而且尤其是continue和break在一起使用时，使整个代码逻辑上跟纠缠的面条一样，增加阅读难度。经过整理之后的代码，代码行数虽然增加，但是语义清晰，容易理解，而且同构的代码在逻辑层次上也能捋清了。
大神诚不欺我矣。

再进一步，这样的一个功能，还可以优化一下，函数接口参数增加对规范字符的支持。函数原型是：

int is_valid_name(char *name, uint16_t len, char *regular, uint16_t reglen)

至于实现，相信大家！