Golang语言的for循环，闭坑指南redefining for loop variable semantics

前言

不知道有多少 Go 的面试题和泄露，都和 for 循环有关。今天我在周末认真一看，发现了 redefining for loop variable semantics 。

著名的硬核大佬 Russ Cox 表示他一直在研究这个问题，并表示十年的经验表明了当前语义的代价是很大的。

问题

案例一：取地址符

在 Go 语言中，我们写 for 语句时有时会出现运行和猜想的结果不一致。例如以下第一个案例的代码：

var all []*Item
for _, item := range items {
	all = append(all, &item)
}

这段代码有问题吗？变量 all 内的 item 变量，存储进去的是什么？ 是每次循环的 item 值吗？

实际上在 for 循环时，每次存入变量 all 的都是相同的 item，也就是最后一个循环的 item 值。

这是 Go 面试里经常出现的题目，结合 goroutine 更风骚，毕竟还会存在乱序输出等问题。

如果你想解决这个问题，就需要把程序改写成如下：

var all []*Item
for _, item := range items {
	item := item
	all = append(all, &item)
}

要重新声明一个 item 变量把 for 循环的 item 变量给存储下来再追加进去。

案例二：闭包函数

接下来是第二个案例的代码：

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

这段程序的输出结果是什么？没有 & 取地址符，是输出 1，2，3 吗？

输出结果是 3，3，3。这又是为什么？

问题的重点之一，关注到闭包函数，实际上所有闭包都打印的是相同的 v。输出 3，是因为在 for 循环结束后，最后 v 的值被设置为了 3，仅此而已。

如果想要达到预期的效果，依然是使用万能的再赋值。改写后的代码如下：

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

增加 v := v 语句，程序输出结果为 1，2，3。 仔细翻翻你写过的 Go 工程，是不是都很熟悉？就这改造方法，赢了。

尤其是配合上 Goroutine 的写法，很多同学会更容易在此翻车。

解决方案

修复思路

实际上 Go 核心团队在内部和社区已经讨论过许久，希望重新定义 for 循环的语法。要达到的目的是：使循环变量每次迭代而不是每次循环。

解决的办法是：在每个迭代变量 x 的每个循环体开头，加一个隐式的再赋值，也就是 x := x，就能够解决上述程序中所隐含的坑。和我们现在做的一样，只不过我们是自己手动加的，Go 团队做的是希望在编译器内隐式处理。

让用户自己决定

比较尴尬的是 Go 团队在 Proposal: Go 2 transition 中禁止重新定义语言，所以 rsc 不能直接这么干。

因此将会由用户自己决定控制这个 “破坏”，方式将会是根据每个包的 go.mod 文件中的 go 行更改语义。

如果我们是在 Go1.30 对本文讨论的 for 循环改为迭代，那么在 go.mod 文件中的 go 版本声明是将是一个关键。

如下图示：

Go 1.30 或更高版本将会每次迭代变量，而早期 Go 版本的将每次循环变量。

如此一来上述提到的 for 循环问题都会在一定范围内被解决。

总结

for 循环时的变量问题，一直是各大 Go 考官爱考的题目，另外也确实在实际编程 Go 代码时会遇到这类坑。

虽然 rsc 希望在 go.mod 文件上开创先河，利用 go 版本的声明，去修改语义（不允许添加和删除）。这无疑是给 Go1 兼容性保障开了一个后门。

如果实施，本次变更会导致 Go 的前后版本语义有所不同。还不如变成一个 go.mod 文件的一个语义开关。

这显然是一个很折腾的思考题。

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