for-range排坑指南

0x01 遍歷取不到所有元素指針?

如下代碼想從數組遍歷獲取一個指針元素切片集合

arr := [2]int{1, 2}
res := []*int{}
for _, v := range arr {
    res = append(res, &v)
}
//expect: 1 2
fmt.Println(*res[0],*res[1]) 
//but output: 2 2

答案是【取不到】 同樣代碼對切片[]int{1, 2}或map[int]int{1:1, 2:2}遍歷也不符合預期。 問題出在哪裡？

通過查看go編譯源碼可以瞭解到, for-range其實是語法糖，內部調用還是for迴圈，初始化會拷貝帶遍歷的列表（如array，slice，map），然後每次遍歷的v都是對同一個元素的遍歷賦值。 也就是說如果直接對v取地址，最終只會拿到一個地址，而對應的值就是最後遍歷的那個元素所附給v的值。對應偽代碼如下：

// len_temp := len(range)
// range_temp := range
// for index_temp = 0; index_temp < len_temp; index_temp++ {
//     value_temp = range_temp[index_temp]
//     index = index_temp
//     value = value_temp
//     original body
//   }

那麼怎麼改？ 有兩種 - 使用局部變數拷貝v

for _, v := range arr {
    //局部變數v替換了v，也可用別的局部變數名
    v := v 
    res = append(res, &v)
}

• 直接索引獲取原來的元素

//這種其實退化為for迴圈的簡寫
for k := range arr {
    res = append(res, &arr[k])
}

理順了這個問題後邊的坑基本都好發現了，來迅速過一遍

0x02 遍歷會停止麽？

v := []int{1, 2, 3}
for i := range v {
    v = append(v, i)
}

答案是【會】，因為遍歷前對v做了拷貝，所以期間對原來v的修改不會反映到遍歷中

0x03 對大數組這樣遍歷有啥問題？

//假設值都為1，這裡只賦值3個
var arr = [102400]int{1, 1, 1} 
for i, n := range arr {
    //just ignore i and n for simplify the example
    _ = i 
    _ = n 
}

答案是【有問題】！遍歷前的拷貝對記憶體是極大浪費啊 怎麼優化？有兩種 - 對數組取地址遍歷 for i, n := range &arr - 對數組做切片引用 for i, n := range arr[:]

反思題：對大量元素的slice和map遍歷為啥不會有記憶體浪費問題？ （提示，底層數據結構是否被拷貝）

0x04 對大數組這樣重置效率高麽？

//假設值都為1，這裡只賦值3個
var arr = [102400]int{1, 1, 1} 
for i, _ := range &arr {
    arr[i] = 0
}

答案是【高】，這個要理解得知道go對這種重置元素值為預設值的遍歷是有優化的, 詳見go源碼：memclrrange

// Lower n into runtime·memclr if possible, for
// fast zeroing of slices and arrays (issue 5373).
// Look for instances of
//
// for i := range a {
//  a[i] = zero
// }
//
// in which the evaluation of a is side-effect-free.

0x05 對map遍歷時刪除元素能遍歷到麽？

var m = map[int]int{1: 1, 2: 2, 3: 3}
//only del key once, and not del the current iteration key
var o sync.Once 
for i := range m {
    o.Do(func() {
        for _, key := range []int{1, 2, 3} {
            if key != i {
                fmt.Printf("when iteration key %d, del key %d\n", i, key)
                delete(m, key)
                break
            }
        }
    })
    fmt.Printf("%d%d ", i, m[i])
}

答案是【不會】 map內部實現是一個鏈式hash表，為保證每次無序，初始化時會隨機一個遍歷開始的位置, 這樣，如果刪除的元素開始沒被遍歷到（上邊once.Do函數內保證第一次執行時刪除未遍歷的一個元素），那就後邊就不會出現。

0x06 對map遍歷時新增元素能遍歷到麽？

var m = map[int]int{1:1, 2:2, 3:3}
for i, _ := range m {
    m[4] = 4
    fmt.Printf("%d%d ", i, m[i])
}

答案是【可能會】，輸出中可能會有44。原因同上一個, 可以用以下代碼驗證

var createElemDuringIterMap = func() {
    var m = map[int]int{1: 1, 2: 2, 3: 3}
    for i := range m {
        m[4] = 4
        fmt.Printf("%d%d ", i, m[i])
    }
}
for i := 0; i < 50; i++ {
    //some line will not show 44, some line will
    createElemDuringIterMap()
    fmt.Println()
}

0x07 這樣遍歷中起goroutine可以麽？

var m = []int{1, 2, 3}
for i := range m {
    go func() {
        fmt.Print(i)
    }()
}
//block main 1ms to wait goroutine finished
time.Sleep(time.Millisecond)

答案是【不可以】。預期輸出0,1,2的某個組合，如012，210.. 結果是222. 同樣是拷貝的問題 怎麼解決 - 以參數方式傳入

for i := range m {
    go func(i int) {
        fmt.Print(i)
    }(i)
}

• 使用局部變數拷貝

for i := range m {
    i := i
    go func() {
        fmt.Print(i)
    }()
}
引用：Dig101 - Go之for-range排坑指南 - 知乎 (zhihu.com)