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通过两个例子介绍一下 Golang For Range 循环原理（转）

2020-06-10 02:40:25 admin 1270

[原文](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.cyeam.com%2Fgolang%2F2018%2F10%2F30%2Ffor-
interals)

IMG-THUMBNAIL

> 通过两个例子介绍一下 For Range 内部实现原理

* [下面的代码是死循环么？](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.cyeam.com%2Fgolang%2F2018%2F10%2F30%2Ffor-interals%23%25E4%25B8%258B%25E9%259D%25A2%25E7%259A%2584%25E4%25BB%25A3%25E7%25A0%2581%25E6%2598%25AF%25E6%25AD%25BB%25E5%25BE%25AA%25E7%258E%25AF%25E4%25B9%2588)
  * [语法糖](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.cyeam.com%2Fgolang%2F2018%2F10%2F30%2Ffor-interals%23%25E8%25AF%25AD%25E6%25B3%2595%25E7%25B3%2596)
  * [下面的代码有什么问题么？](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.cyeam.com%2Fgolang%2F2018%2F10%2F30%2Ffor-interals%23%25E4%25B8%258B%25E9%259D%25A2%25E7%259A%2584%25E4%25BB%25A3%25E7%25A0%2581%25E6%259C%2589%25E4%25BB%2580%25E4%25B9%2588%25E9%2597%25AE%25E9%25A2%2598%25E4%25B9%2588)
  * [切片For Range原理](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.cyeam.com%2Fgolang%2F2018%2F10%2F30%2Ffor-interals%23%25E5%2588%2587%25E7%2589%2587for-range%25E5%258E%259F%25E7%2590%2586)
  * [其它语法糖](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.cyeam.com%2Fgolang%2F2018%2F10%2F30%2Ffor-interals%23%25E5%2585%25B6%25E5%25AE%2583%25E8%25AF%25AD%25E6%25B3%2595%25E7%25B3%2596)
    * [map](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.cyeam.com%2Fgolang%2F2018%2F10%2F30%2Ffor-interals%23map)
    * [channel](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.cyeam.com%2Fgolang%2F2018%2F10%2F30%2Ffor-interals%23channel)
    * [数组](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.cyeam.com%2Fgolang%2F2018%2F10%2F30%2Ffor-interals%23%25E6%2595%25B0%25E7%25BB%2584)
    * [字符串](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.cyeam.com%2Fgolang%2F2018%2F10%2F30%2Ffor-interals%23%25E5%25AD%2597%25E7%25AC%25A6%25E4%25B8%25B2)

* * *

### 下面的代码是死循环么？

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

上面的代码先初始化了一个内容为1、2、3的`slice`，然后遍历这个`slice`，然后给这个切片追加元素。随着遍历的进行，数组`v`也在逐渐增大，那么这个`for`循环是一个死循环么？

答案是否。只会遍历三次，`v`的结果是`[0, 1, 2]`。并不是死循环，原因就在于`for range`实现的时候用到了语法糖。

### 语法糖

> 语法糖（Syntactic
> sugar），也译为糖衣语法，是由英国计算机科学家彼得·蘭丁发明的一个术语，指计算机语言中添加的某种语法，这种语法对语言的功能没有影响，但是更方便程序员使用。
> 语法糖让程序更加简洁，有更高的可读性。

对于切片的`for range`，它的底层代码就是：

//   for_temp := range
    //   len_temp := len(for_temp)
    //   for index_temp = 0; index_temp < len_temp; index_temp++ {
    //           value_temp = for_temp[index_temp]
    //           index = index_temp
    //           value = value_temp
    //           original body
    //   }

可以看到，在遍历之前就获取的切片的长度`len_temp :=
len(for_temp)`，遍历的次数不会随着切片的变化而变化，上面的代码自然不会是死循环了。

### 下面的代码有什么问题么？

slice := []int{0, 1, 2, 3}
    myMap := make(map[int]*int)
    
    for index, value := range slice {
            fmt.Println(&index, &value)
        myMap[index] = &value
    }
    fmt.Println("=====new map=====")
    for k, v := range myMap {
        fmt.Printf("%d => %d\n", k, *v)
    }

这也是实际编码中有可能会遇到的问题，循环切片，index和value地址一开始分配好后，后面还是那个地址，把切片值的地址保存到`myMap`中，这样的操作结果是：

== ===new map=====
    0 => 3
    1 => 3
    2 => 3
    3 => 3

结果完全一样，都是最后一次遍历的值。通过上面的底层代码看下，遍历后的值赋给了`value`，而在我们的例子中，会把`value`的地址保存到`myMap`的值中。这里的`value`是个「全局变量」，所以赋完值之后`myMap`里面所有的值都是`value`，所以结构都是一样的而且是最后一个值。

注意，这里必须是保存指针才会有问题，如果直接保存的是`value`，因为 Golang 是值拷贝，所以值会重新复制再保存，这种情况下结果就会是正确的了。

### 切片For Range原理

总结一下，通过For Range遍历切片， ** _首先，计算遍历次数（切片长度）；每次遍历，都会把当前遍历到的值存放到一个全局变量`index`中。_**

### 其它语法糖

另外，For Range 不光支持切片。其它的语法糖底层代码。

#### map

// Lower a for range over a map.
    // The loop we generate:
    //   var hiter map_iteration_struct
    //   for mapiterinit(type, range, &hiter); hiter.key != nil; mapiternext(&hiter) {
    //           index_temp = *hiter.key
    //           value_temp = *hiter.val
    //           index = index_temp
    //           value = value_temp
    //           original body
    //   }

#### channel

// Lower a for range over a channel.
    // The loop we generate:
    //   for {
    //           index_temp, ok_temp = <-range
    //           if !ok_temp {
    //                   break
    //           }
    //           index = index_temp
    //           original body
    //   }

#### 数组

// Lower a for range over an array.
    // The loop we generate:
    //   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
    //   }

#### 字符串

// Lower a for range over a string.
    // The loop we generate:
    //   len_temp := len(range)
    //   var next_index_temp int
    //   for index_temp = 0; index_temp < len_temp; index_temp = next_index_temp {
    //           value_temp = rune(range[index_temp])
    //           if value_temp < utf8.RuneSelf {
    //                   next_index_temp = index_temp + 1
    //           } else {
    //                   value_temp, next_index_temp = decoderune(range, index_temp)
    //           }
    //           index = index_temp
    //           value = value_temp
    //           // original body
    //   }

[完整底层代码。](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fgithub.com%2Fgolang%2Fgofrontend%2Fblob%2Fe387439bfd24d5e142874b8e68e7039f74c744d7%2Fgo%2Fstatements.cc%23L5384)

* * *

推荐阅读：[Go Range Loop
Internals](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fgarbagecollected.org%2F2017%2F02%2F22%2Fgo-
range-loop-internals%2F)

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