Goforrange一不小心就掉坑里了

前言

为了让大家更好的理解本期知识点，先介绍以下几个知识点：线性结构、非线性结构、循环、迭代、遍历、递归。

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• 线性结构：数组、队列
• 非线性结构：树、图
• 循环(loop)：最基础的概念，所有重复的行为都是循环
• 递归(recursion)：在函数内调用自身，将复杂情况逐步转化成基本情况
• (数学)迭代(iterate)：在多次循环中逐步接近结果
• (编程)迭代(iterate)：按顺序访问线性结构中的每一项
• 遍历(traversal)：按规则访问非线性结构中的每一项

下面会挑选几个经典的案例，一块来探讨下，看看如何避免掉坑，多积累积累采坑经验。

1. for+传值

先来到开胃菜，热热身~

type student struct {
  name string
  age  int
}

func main() {
  m := make(map[string]student)
  stus := []student{
    {name: "张三", age: 18},
    {name: "李四", age: 23},
    {name: "王五", age: 26},
  }
  for _, stu := range stus {
    m[stu.name] = stu
  }
  for k, v := range m {
    fmt.Println(k, "=>", v.name)
  }
}

不出意料，输出结果为：

李四 => 李四
王五 => 王五
张三 => 张三

这题比较简单，就是简单的传值操作，大家应该都能答上来。下面加大难度，改为传址操作

2. for+传址

将案例一改为传址操作

type student struct {
  name string
  age  int
}

func main() {
  m := make(map[string]*student)
  stus := []student{
    {name: "张三", age: 18},
    {name: "李四", age: 23},
    {name: "王五", age: 26},
  }
  for _, stu := range stus {
    m[stu.name] = &stu
  }
  for k, v := range m {
    fmt.Println(k, "=>", v.name)
  }
}

好好想想应该输出什么结果呢？还是跟案例一是一样的结果吗？难道会有坑？

不出意料，还是出了意外，输出结果为：

张三 => 王五
李四 => 王五
王五 => 王五

为什么呢？

• 首先，关键点在于Go的for循环，对循环变量stu​每次是循环并不是迭代（简单的说，就是对循环变量stu只会做一次声明和内存地址的分配，后面循环就是不断更新值）；
• 所以，取址操作 &stu，其实都是取的同一个变量的地址，只是值被循环更新为最后一个元素的值；
• 最终，输出的v.name，都是最后一个元素的name为王五。

解决方案：

在for循环中，做同名变量覆盖stu:=stu（即重新声明一个局部变量，做值拷贝，避免相互影响）

type student struct {
  name string
  age  int
}

func main() {
  m := make(map[string]*student)
  stus := []student{
    {name: "张三", age: 18},
    {name: "李四", age: 23},
    {name: "王五", age: 26},
  }
  for _, stu := range stus {
    stu := stu  //同名变量覆盖
    m[stu.name] = &stu
  }
  for k, v := range m {
    fmt.Println(k, "=>", v.name)
  }
}

输出结果：
张三 => 张三
李四 => 李四
王五 => 王五

3.for+闭包

在for循环里，做闭包操作，也是很容易掉坑的。看看下面输出什么？

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

一眼看过去，感觉是输出1 2 3，但实际会输出 3 3 3

为什么呢？

• 首先，在分析了案例二后，我们知道了Go的for循环对循环变量v，其实每次是循环并不是迭代；
• 然后，闭包=函数+引用环境，在同一个引用环境下，循环变量v的值会被不断的覆盖；
• 所以最终，在打印时，输出的v，都是最后一个值3。

解决方案：

和案例二解决方案一样，是在for循环中，做同名变量覆盖v:=v

var prints []func()
for _, v := range []int{1, 2, 3} {
  v := v //同名变量覆盖  
  prints = append(prints, func() { fmt.Println(v) })
}
for _, print := range prints {
  print()
}

输出结果：
1
2
3

4. for+goroutine

在for循环里，起goroutine协程，也是很迷惑很容易掉坑的。看看下面输出什么？

var wg sync.WaitGroup
strs := []string{"1", "2", "3", "4", "5"}
for _, str := range strs {
  wg.Add(1)
  go func() {
    defer wg.Done()
    fmt.Println(str)
  }()
}
wg.Wait()

一眼看过去，感觉是会无序输出1 2 3 4 5，但实际会输出 5 5 5 5 5

为什么呢？

• 首先，要记得Go的for循环对循环变量str，其实每次是循环并不是迭代；
• 然后，main协程会和新起的协程做相互博弈，看谁执行更快，按这个案例执行情况来看，main协程执行速度明显比新起的协程会更快，所以str被更新为最后一个元素值5（备注：并非绝对）；
• 最终，在新起的协程中，使用str时值都为5，作为结果去输出；
• 拓展：如果在新起协程前，sleep个5s，输出结果又会截然不同，感兴趣的同学可以自行实验下，然后逐步深入地了解下GMP调度机制。

解决方案：

和前面两个案例解决方案一样，是在for循环中，做同名变量覆盖str:=str

var wg sync.WaitGroup
strs := []string{"1", "2", "3", "4", "5"}
for _, str := range strs {
  str := str //同名变量覆盖
  wg.Add(1)
  go func() {
    defer wg.Done()
    fmt.Println(str)
  }()
}
wg.Wait()

输出结果：
5
4
2
1
3
注意是1~5无序输出

总结

for循环中做传址、闭包、goroutine相关操作，千万要注意，一不小心就会很容易掉坑。

使用好同名变量覆盖v:=v，这个解决大法，能很便捷的解决这一类问题。

本文转载自微信公众号「 程序员升级打怪之旅」，作者「王中阳Go」，可以通过以下二维码关注。

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