Go for-range 的 value值地址每次都一样的原因解析

2023-05-18 08:05:45

循环语句是一种常用的控制结构，在 Go 语言中，除了 for 关键字以外，还有一个 range 关键字，可以使用 for-range 循环迭代数组、切片、字符串、map 和 channel 这些数据类型。

但是在使用 for-range 循环迭代数组和切片的时候，是很容易出错的，甚至很多老司机一不小心都会在这里翻车。

具体是怎么翻的呢？我们接着看。

现象

先来看两段很有意思的代码：

无限循环

如果我们在遍历数组的同时向数组中添加元素，能否得到一个永远都不会停止的循环呢？

比如下面这段代码：

func main() {
    arr := []int{1, 2, 3}
    for _, v := range arr {
        arr = append(arr, v)
    }
    fmt.Println(arr)
}

程序输出：

$ go run main.go
1 2 3 1 2 3

上述代码的输出意味着循环只遍历了原始切片中的三个元素，我们在遍历切片时追加的元素并没有增加循环的执行次数，所以循环最终还是停了下来。

相同地址

第二个例子是使用 Go 语言经常会犯的一个错误。

当我们在遍历一个数组时，如果获取 range 返回变量的地址并保存到另一个数组或者哈希时，会遇到令人困惑的现象：

func main() {
    arr := []int{1, 2, 3}
    newArr := []*int{}
    for _, v := range arr {
        newArr = append(newArr, &v)
    }
    for _, v := range newArr {
        fmt.Println(*v)
    }
}

程序输出：

$ go run main.go
3 3 3

上述代码并没有输出 1 2 3，而是输出 3 3 3。

正确的做法应该是使用 &arr[i] 替代 &v，像这种编程中的细节是很容易出错的。

原因

具体原因也并不复杂，一句话就能解释。

对于数组、切片或字符串，每次迭代，for-range 语句都会将原始值的副本传递给迭代变量，而非原始值本身。

口说无凭，具体是不是这样，还得靠源码说话。

Go 编译器会将 for-range 语句转换成类似 C 语言的三段式循环结构，就像这样：

// Arrange to do a loop appropriate for the type.  We will produce
//   for INIT ; COND ; POST {
//           ITER_INIT
//           INDEX = INDEX_TEMP
//           VALUE = VALUE_TEMP // If there is a value
//           original statements
//   }

迭代数组时，是这样：

// The loop we generate:
//   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
//   }

切片：

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

从上面的代码片段，可以总结两点：

  • 在循环开始前，会将数组或切片赋值给一个新变量，在赋值过程中就发生了拷贝，迭代的实际上是副本，这也就解释了现象 1。
  • 在循环过程中，会将迭代元素赋值给一个临时变量，这又发生了拷贝。如果取地址的话，每次都是一样的，都是临时变量的地址。

参考文章：

  • https://garbagecollected.org/2017/02/22/go-range-loop-internals/
  • Https://draveness.me/golang/docs/part2-foundation/ch05-keyWord/golang-for-range/

到此这篇关于Go for-range 的 value 值地址每次都一样的原因解析的文章就介绍到这了,更多相关Go for-range 的 value 值地址内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

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