Golang中for和for range语句的使用技巧、对比及常见的避坑

前言

基础语法不再赘述，写这个原因是之前的某次面试被问道了，我知道会导致问题但具体答下来不是很通顺。再回想自己开发过程中，很多地方都是使用到了for/for range，但是却从没注意过一些细节，因此专门学习一下进行记录。

对一个数组循环，for range，使用kv时候有什么要注意的吗？
这个是当时面经记录的问题。因此顺着这里开始进行学习。

for和for range基本语法

for的用法大概可以类比C++里面的for和while

//类似C++的for 
for i := 0; i < 10; i++ {
    fmt.Println(i)
}
//类似C++的while
j := 0
for j < 10 {
    fmt.Println(j)
    j++
}

//死循环
for {
    fmt.Println("无限循环")
}

fo range用法大概可以类比python的range。但是golang中他的用法更多，大致四种

//遍历数组：
numbers := [3]int{1, 2, 3}
for index, value := range numbers {
    fmt.Printf("索引：%d 值：%d\n", index, value)
}
//遍历切片：
names := []string{"Alice", "Bob", "Charlie"}
for index, name := range names {
    fmt.Printf("索引：%d 值：%s\n", index, name)
}
//遍历 map：
ages := map[string]int{"Alice": 25, "Bob": 30, "Charlie": 35}
for name, age := range ages {
    fmt.Printf("%s 的年龄是 %d 岁\n", name, age)
}
//遍历字符串：
sentence := "Hello, 世界"
for index, char := range sentence {
    fmt.Printf("索引：%d 字符：%c\n", index, char)
}

for和for range的区别

对于一个数组，例如a[3]={3.2.1}，可以通过两种方式进行遍历：

func main() {
	fmt.Println("下面是for range遍历")

	var m = []int{1, 2, 3}
	for k, v := range m {
		fmt.Println(k, v)
		fmt.Println(&k, &v)
	}
	fmt.Println("下面是for遍历")
	for i := 0; i < 3; i++ {
		fmt.Println(i, m[i])
		fmt.Println(&i, &m[i])
	}
}

其结果如下：

我们可以发现，输出的结果是一样的，但地址却不一样：
因此这便是二者的本质区别——
1、range遍历在开始遍历数据之前，会先拷贝一份被遍历的数据。所以在遍历过程中去修改被遍历的数据，只是修改拷贝的数据，不会影响到原数据。
2、range在遍历值类型时，其中的v是一个局部变量，只会声明初始化一次，之后每次循环时重新赋值覆盖前面的。

常见的坑

通过指针取值

//此代码来自`https://zhuanlan.zhihu.com/p/105435646`
arr := [2]int{1, 2}
res := []*int{}
for _, v := range arr {
    res = append(res, &v)
}
//expect: 1 2
fmt.Println(*res[0],*res[1]) 
//but output: 2 2

这个是由于上述的区别2——v是一个只声明一次的局部变量。
修改方案两种：1、通过arr[k]获取值，而不是v。
2、使用一个局部变量：tmp :=v，之后对tmp处理。

循环中添加元素是否会导致死循环

func main() {
 s := []int{0, 1}
 for _, v := range s {
  s = append(s, v)
 }
 fmt.Printf("s=%v\n", s)
}

大致意思是这样会不会死循环？
这个是上面的性质1。range因为是对复制的数据在操作，所以不会影响。普通的for则会影响。

https://cloud.tencent.com/developer/article/1925475
此部分具体参考此例即可。

对大数据的操作

对于很大数据的数组，若采取range遍历，因为复制的缘故，所以会导致开销巨大。（具体见下的性能分析）
但是在大数据的数组下，使用range去重置（全部赋值为0），效率是高的。原因是内存是连续的，编译器会直接清空这一片的内存。具体讲解见此

demo和源码看这里的3和4

对于map的操作

具体来说，就是边遍历边新增/删除。删除了的不可能再遍历到，新增的可能再遍历到（不一定）。

原因：map内部实现是一个链式hash表，为了保证无顺序，初始化时会随机一个遍历开始的位置，所以新增的元素被遍历到就变的不确定了，同样删除也是一个道理，但是删除元素后边就不会出现，所以一定不会被遍历到。

具体参考此文的最后部分

range中开goroutine

func main() {
	
	var m = []int{1, 2, 3}
	for i := range m {
		go func() {
			fmt.Print(i)
		}()
	}
	time.Sleep(time.Millisecond)

}

会发现输出结果有随机性：发现结果是222。原因是上述的那个，k、v是同一值，他并没有保存到goroutine的栈中。
解决方法还是局部变量，但可能出现012、210、102这样的值…原因是运行太快了，所以顺序不一定…

附1：range遍历的性能分析

for range需要进行一步复制操作，因此显然需要比for更多的性能开销。但是对于切片来说，因为切片的副本和原切片都是指向数组的地址，所以性能一样。
具体见此文。

https://blog.csdn.net/EDDYCJY/article/details/124701572

附2：一个坑中坑——map的range遍历并不是随机

具体参考此文

结论是：第一位的元素会有更高的概率被首先选中。因此不可用map遍历的随机性，作为随机选择map中元素的方法。

参考资源

Go 处理大数组：使用 for range 还是 for 循环？
Go的循环遍历使用小坑
Go 中for range的一个坑
Go语言中for-range使用踩坑指南
Dig101 - Go之for-range排坑指南
Golang 语言 for 和 for-range 的区别
5.1 for 和 range #