Go语言中常见100问题-#30 for range陷阱与解决方法

前言

Go语言中可以通过for range很方便地遍历数据结构中的元素，开发者不用再处理索引以及索引最终的值。但是在使用for range时存在一些坑，需要我们谨慎小心。下面通过具体的例子进行说明。

for range 使用方法

for range 迭代支持的数据结构有以下几种：

字符串
数组
指向数组的指针
切片
map
通道

相比普通的for循环，range循环要简洁不少，更不容易出错。我们不必处理条件表达式和循环变量，下面是for range作用于字符串上的示例程序。

golang 复制代码

s := []string{"a", "b", "c"}
for i, v := range s {
    fmt.Printf("index=%d, value=%s\n", i, v)
}

上述程序会遍历切片中的每一个元素，在每次迭代的时候，range返回一对索引和元素值，赋值给变量i和v. 通常来说，range会返回两个值，但当它作用于通道上时，只会返回一个值（元素值），不会返回索引。有时候，我们只对元素值感兴趣，并不关心索引值。可以将索引值赋值给 _ ，因为在Go语言中存在未使用的变量将会报错。示例程序如下：

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s := []string{"a", "b", "c"}
for _, v := range s {
    fmt.Printf("value=%s\n", v)
}

如果不关心元素值，可以直接忽略第二个元素。像下面这样编写代码。

golang 复制代码

for i := range s {}

案例引入

理解每次迭代中值是如何处理的是有效使用for range的关键。下面通过具体的例子说明, 我们将创建一个 account 结构体，它包含一个 balance 字段。

golang 复制代码

type account struct {
    balance float32
}

接下来，创建一个装载account元素的切片，然后使用for range对切片进行迭代。在迭代的过程中，增加balance的值。

golang 复制代码

accounts := []account{
    {balance: 100.},
    {balance: 200.},
    {balance: 300.},
}

for _, a := range accounts {
    a.balance += 1000
}

执行上述代码后，猜测现在accounts中元素值是下面哪个？

console 复制代码

[{100} {200} {300}]
[{1100} {1200} {1300}]

正确答案是第一个，for range循环没有改变切片中元素值，为啥呢？

原因分析

在Go语言中，每次赋值都是值拷贝。

如果函数的返回值是一个结构体，将它赋值给一个变量，会对返回值的结构体进行值拷贝。
如果函数的返回值是一个指针，将它赋值给一个变量，会对返回的地址值进行拷贝（在64位系统上是64bit值）。

牢记上述规则可以避免共性问题。当range迭代循环数据结构时，将会对遍历到的元素值进行拷贝。回到上面的例子，在对accounts进行遍历时，变量a的值是对原始值的拷贝，所以再增加a.balance的值并不会改变切片accounts中的元素值。

解决方法

如果我们想修改切片中的元素值，主要有两种方法。方法一通过索引访问切片中的元素，具体可以通过for range或普通的for循环实现。示例程序如下。

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for i := range accounts {
    accounts[i].balance += 1000
}

for i := 0; i < len(accounts); i++ {
    accounts[i].balance += 1000
}

for range和普通的for循环，哪种方法更好呢？需要具体情况具体分析，如果需要遍历全部元素，for range更简洁些，如果对要更新的元素有要求，比如只更新偶数位置上的元素，应采用普通的for循环。

方法二是将切片中的元素定义为指针类型，像下面这样，此时a的值是切片中元素的地址拷贝，所以修改a的值会更新切片中的元素。但是，这种方法有两个缺点，一是需要修改切片中的元素类型，在某些场合下，我们是没法修改的。二是在对性能要求很高的环境中，迭代切片中的指针对CPU来说可能更低效，因为缺少可预测性。

golang 复制代码

accounts := []*account{
    {balance: 100.},
    {balance: 200.},
    {balance: 300.},
}

for _, a := range accounts {
    a.balance += 1000
}

总结，我们应该记住，for range中返回的值是原始值的拷贝。对返回值进行修改通常不会影响切片中的元素值，除非将切片中的元素类型改为指针类型，或是通过索引遍历更新元素。