go 切片取最后一个元素_深挖 Go 之 forrange 排坑指南

今年做个 Dig101 系列，挖一挖技术背后的故事。

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golang 常用的遍历方式，有两种：for 和 for-range。而 for-range 使用中有些坑常会遇到，今天我们一起来捋一捋。

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0x01 遍历取不到所有元素指针?
0x02 遍历会停止么？
0x03 对大数组这样遍历有啥问题？
0x04 对大数组这样重置效率高么？
0x05 对 map 遍历时删除元素能遍历到么？
0x06 对 map 遍历时新增元素能遍历到么？
0x07 这样遍历中起 goroutine 可以么？

0x01 遍历取不到所有元素指针?

如下代码想从数组遍历获取一个指针元素切片集合

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

答案是【取不到】同样代码对切片[]int{1, 2}或map[int]int{1:1, 2:2}遍历也不符合预期。问题出在哪里？

通过查看go 编译源码^[1]可以了解到, for-range 其实是语法糖，内部调用还是 for 循环，初始化会拷贝带遍历的列表(如 array，slice，map)，然后每次遍历的v都是对同一个元素的遍历赋值。也就是说如果直接对v取地址，最终只会拿到一个地址，而对应的值就是最后遍历的那个元素所附给v的值。对应伪代码如下：

// 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//   }

那么怎么改？有两种

使用局部变量拷贝v

for _, v := range arr {//局部变量v替换了v，也可用别的局部变量名    v := v    res = append(res, &v)}

直接索引获取原来的元素

//这种其实退化为for循环的简写for k := range arr {    res = append(res, &arr[k])}

理顺了这个问题后边的坑基本都好发现了，来迅速过一遍

0x02 遍历会停止么？

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

答案是【会】，因为遍历前对v做了拷贝，所以期间对原来v的修改不会反映到遍历中

0x03 对大数组这样遍历有啥问题？

//假设值都为1，这里只赋值3个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【有问题】！遍历前的拷贝对内存是极大浪费啊怎么优化？有两种

对数组取地址遍历for i, n := range &arr
对数组做切片引用for i, n := range arr[:]

反思题：对大量元素的 slice 和 map 遍历为啥不会有内存浪费问题？(提示，底层数据结构是否被拷贝)

0x04 对大数组这样重置效率高么？

//假设值都为1，这里只赋值3个var arr = [102400]int{1, 1, 1}for i, _ := range &arr {    arr[i] = 0}

答案是【高】，这个要理解得知道 go 对这种重置元素值为默认值的遍历是有优化的, 详见go 源码：memclrrange^[2]

// 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 对 map 遍历时删除元素能遍历到么？

var m = map[int]int{1: 1, 2: 2, 3: 3}//only del key once, and not del the current iteration keyvar o sync.Oncefor 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【不会】 map 内部实现是一个链式 hash 表，为保证每次无序，初始化时会随机一个遍历开始的位置^[3], 这样，如果删除的元素开始没被遍历到(上边once.Do函数内保证第一次执行时删除未遍历的一个元素)，那就后边就不会出现。

0x06 对 map 遍历时新增元素能遍历到么？

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【可能会】，输出中可能会有44。原因同上一个, 可以用以下代码验证

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 这样遍历中起 goroutine 可以么？

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

答案是【不可以】。预期输出 0,1,2 的某个组合，如 012，210.. 结果是 222. 同样是拷贝的问题怎么解决

以参数方式传入

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

使用局部变量拷贝

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

发现没，一个简单的 for-range，仔细剖析下来也是有不少有趣的地方。希望剖析后能让你更进一步的了解。如有问题欢迎留言交流。

See more:Go Range Loop Internals^[4],Common Mistakes^[5],go101: Arrays, Slices and Maps in Go^[6]

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参考资料

[1]

go编译源码: https://github.com/golang/gofrontend/blob/e387439bfd24d5e142874b8e68e7039f74c744d7/go/statements.cc#L5501

[2]

go源码：memclrrange: https://github.com/golang/go/blob/ea020ff3de9482726ce7019ac43c1d301ce5e3de/src/cmd/compile/internal/gc/range.go#L363

[3]

随机一个遍历开始的位置: https://github.com/golang/go/blob/0bd3853512ea0dcb252ce02113d3929db03d6aa6/src/runtime/map.go#L826

[4]

Go Range Loop Internals: https://garbagecollected.org/2017/02/22/go-range-loop-internals/

[5]

Common Mistakes: https://github.com/golang/go/wiki/CommonMistakes

[6]

go101: Arrays, Slices and Maps in Go: https://go101.org/article/container.html