参与 for range 循环的是 range 表达式的副本

参与 for range 循环的是 range 表达式的副本

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参与 for range 循环的是 range 表达式的副本 #

我们来看一个简单的例子:

func main() {
    var a = [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    var r [5]int
    fmt.Println("original a =", a)
    for i, v := range a {
        if i == 0 {
            a[1] = 12
            a[2] = 13
        }
        r[i] = v
    }
    fmt.Println("after for range loop, r =", r)
    fmt.Println("after for range loop, a =", a)
}

我们期望这个程序会输出如下结果:

original a = [1 2 3 4 5]
after for range loop, r = [1 12 13 4 5]
after for range loop, a = [1 12 13 4 5]

但实际运行该程序的输出结果却是:

original a = [1 2 3 4 5]
after for range loop, r = [1 2 3 4 5]
after for range loop, a = [1 12 13 4 5]

原因就是参与 for range 循环的是 range 表达式的副本。也就是说,在上面这个例子中,真正参与循环的是 a 的副本,而不是真正的 a。

我们将上面的例子中的 for range 循环,用一个等价的伪代码形式重写一下:

for i, v := range a' { //a'是a的一个值拷贝
    if i == 0 {
        a[1] = 12
        a[2] = 13
    }
    r[i] = v
}

每次迭代的都是从数组 a 的值拷贝 a’中得到的元素。a’是 Go 临时分配的连续字节序列,与 a 完全不是一块内存区域。因此无论 a 被如何修改,它参与循环的副本 a’依旧保持原值,因此 v 从 a’中取出的仍旧是 a 的原值,而不是修改后的值。

那么应该如何解决这个问题?这里我们用切片来试试看:

func main() {
    var a = [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    var r [5]int
    fmt.Println("original a =", a)
    for i, v := range a[:] {
        if i == 0 {
            a[1] = 12
            a[2] = 13
        }
        r[i] = v
    }
    fmt.Println("after for range loop, r =", r)
    fmt.Println("after for range loop, a =", a)
}

在 range 表达式中,我们用了 a[:]替代了原先的 a,也就是将数组 a 转换为一个切片,作为 range 表达式的循环对象。运行这个修改后的例子,结果是这样的:

original a = [1 2 3 4 5]
after for range loop, r = [1 12 13 4 5]
after for range loop, a = [1 12 13 4 5]

显然用切片能实现我们的要求。那切片是如何做到的呢?

切片在 Go 内部表示为一个结构体,由(array, len, cap)组成,其中 array 是指向切片对应的底层数组的指针,len 是切片当前长度,cap 为切片的最大容量。当进行 range 表达式复制时,我们实际上复制的是一个切片,也就是表示切片的结构体。表示切片副本的结构体中的 array,依旧指向原切片对应的底层数组,所以我们对切片副本的修改也都会反映到底层数组 a 上去。而 v 再从切片副本结构体中 array 指向的底层数组中,获取数组元素,也就得到了被修改后的元素值。

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19|控制结构:Go的for循环,仅此一种