range 循环陷阱

题目描述

以下代码的输出是什么？为什么？

func main() {
    slices := [][]int{
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9},
    }
    
    for _, slice := range slices {
        go func() {
            fmt.Println(slice)
        }()
    }
    
    time.Sleep(time.Second)
}

期望输出

[7 8 9]
[7 8 9]
[7 8 9]

进阶问题

以下代码的输出是什么？

func main() {
    slices := [][]int{
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9},
    }
    
    for i, slice := range slices {
        go func() {
            fmt.Printf("i=%d, slice=%v\n", i, slice)
        }()
    }
    
    time.Sleep(time.Second)
}

期望输出

i=2, slice=[7 8 9]
i=2, slice=[7 8 9]
i=2, slice=[7 8 9]

提示

• range 循环中的迭代变量是复用的
• 闭包捕获的是变量的引用，而不是值的拷贝
• 所有 goroutine 可能会在循环结束后才执行

解法

// 等价于
for i, slice := range slices {
    // slice 是同一个变量，只是值在变化
    go func() {
        fmt.Println(slice)  // 捕获的是变量引用
    }()
}

// 循环结束后，slice = [7 8 9]（最后一个值）
// 所有 goroutine 输出相同的值

for _, slice := range slices {
    go func(s []int) {
        fmt.Println(s)  // s 是参数，每次不同
    }(slice)  // 立即传参
}

for _, slice := range slices {
    slice := slice  // 创建新变量（Go 1.22+ 语法）
    go func() {
        fmt.Println(slice)
    }()
}

for i := range slices {
    go func(idx int) {
        fmt.Println(slices[idx])
    }(i)
}

// range 的底层实现
for i, slice := range slices {
    // 实际上类似于：
    // var i int
    // var slice []int
    // for len(slices) > 0 {
    //     i, slice = 0, slices[0]  // 复用变量
    //     slices = slices[1:]
    // }
    
    go func() {
        fmt.Println(slice)  // 闭包捕获 slice 变量
    }()
}

// 时间线：
// t0: slice = [1, 2, 3], goroutine 1 创建（未执行）
// t1: slice = [4, 5, 6], goroutine 2 创建（未执行）
// t2: slice = [7, 8, 9], goroutine 3 创建（未执行）
// t3: 循环结束，slice = [7, 8, 9]
// t4: goroutine 1, 2, 3 执行，都输出 [7, 8, 9]

扩展：其他 range 陷阱

陷阱 1：range 指针

func main() {
    users := []User{
        {Name: "Alice"},
        {Name: "Bob"},
        {Name: "Charlie"},
    }
    
    var result []*User
    for _, user := range users {
        result = append(result, &user)  // ❌ 都指向同一个变量
    }
    
    for _, u := range result {
        fmt.Println(u.Name)  // Charlie, Charlie, Charlie
    }
}

// ✅ 修复
for i := range users {
    result = append(result, &users[i])  // 使用索引
}

陷阱 2：range Map

func main() {
    m := map[string]int{
        "a": 1,
        "b": 2,
        "c": 3,
    }
    
    for k, v := range m {
        go func() {
            fmt.Printf("k=%s, v=%d\n", k, v)
        }()
    }
    
    time.Sleep(time.Second)
}
// 输出不确定，可能是 (c,3), (c,3), (c,3) 或其他组合

陷阱 3：range Channel

func main() {
    ch := make(chan int, 3)
    ch <- 1
    ch <- 2
    ch <- 3
    close(ch)
    
    for v := range ch {
        go func() {
            fmt.Println(v)
        }()
    }
    
    time.Sleep(time.Second)
}
// 输出：3, 3, 3