Golang 中你应该知道的 Range 知识

1.1 for range 概述及使用

for range 是 Go 语言中非常常用的循环结构，用于遍历多种数据结构，例如数组、slice、map、字符串以及 channel。通过 for range，可以简洁地获取集合中的索引和值。

基本语法：

for index, value := range collection {}

collection: 要遍历的数据结构，如数组、切片、映射、字符串或通道。
index: 当前元素的索引，对于映射，索引为键 (key)。
value: 当前索引位置的值。

如果不需要索引，可以使用下划线 (_) 忽略：

for _, value := range collection {}

1.2 for range 使用场景

1.2.1 遍历数组

数组是固定大小的序列，for range 可以用于遍历数组的每个元素。

arr := [5]int{10, 20, 30, 40, 50}
for i, v := range arr {
    fmt.Printf("Index: %d, Value: %d\n", i, v)
}

1.2.2 遍历切片

切片是数组的引用，长度可以动态变化。for range 可以用于切片的遍历。

slice := []int{100, 200, 300, 400, 500}
for i, v := range slice {
    fmt.Printf("Index: %d, Value: %d\n", i, v)
}

1.2.3 遍历 map

for range 可以用于遍历 map 中的键值对。

m := map[string]int{"a": 1, "b": 2, "c": 3}
for key, value := range m {
    fmt.Printf("Key: %s, Value: %d\n", key, value)
}

注意：map 的遍历顺序是随机的，每次执行可能不同。

1.2.4 遍历字符串

for range 可以逐个字符遍历字符串，并支持 Unicode 字符。

str := "Hello, 世界"
for i, r := range str {
    fmt.Printf("Index: %d, Rune: %c\n", i, r)
}

注意：for range 遍历字符串时，处理的是 Unicode 字符（rune），而不是字节。

1.2.5 遍历 channel

for range 可以用于从通道接收数据，直到通道关闭。

ch := make(chan int, 5)
go func() {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        ch <- i
    }
    close(ch)
}()

for v := range ch {
    fmt.Println(v)
}

注意：
通道必须关闭，否则 for range 会一直阻塞。
for range 会在通道关闭后自动退出循环。

1.3 for range 使用中的常见错误

错误示例 1：指针问题

type user struct {
    name string
    age  uint64
}

func main() {
    u := []user{
        {"wesley", 20},
        {"wei", 30},
        {"wesleywei", 40},
    }
    n := make([]*user, 0, len(u))
    for _, v := range u {
        n = append(n, &v)
    }
    fmt.Println(n)
    for _, v := range n {
        fmt.Println(v)
    }
}

在 Go 1.22 之前，输出会是：

[0xc00000c048 0xc00000c048 0xc00000c048]
&{wesleywei 40}
&{wesleywei 40}
&{wesleywei 40}

原因是每次循环都引用了同一个变量 v 的地址。

错误示例 2：闭包问题

func main() {
    var funcs []func()

    for i := 0; i < 3; i++ {
        funcs = append(funcs, func() {
            fmt.Println(i)
        })
    }

    for _, f := range funcs {
        f()
    }
}

在 Go 1.22 之前，输出为：

3
3
3

这是因为闭包捕获的是循环变量 i 的引用，而不是每次的值。

从 Go 1.22 开始，Go 修复了此问题，输出结果为：

0
1
2

1.4 range 的特殊用法

安全删除 map 中的元素

在 Go 中，可以安全地在 for range 循环中删除 map 中的元素。

func main() {
    d := map[string]string{
        "wesley": "wei",
        "medium": "blog",
    }
    for k := range d {
        if k == "wesley" {
            delete(d, k)
        }
    }
    fmt.Println(d)
}

输出：

map[medium:blog]

这种操作在其他语言中（如 Python 或 Java）可能会引发错误或异常。

动态添加 map 中的元素

可以在 for range 遍历 map 时动态添加元素：

func main() {
    t := map[string]string{
        "wesley":  "handsome",
        "wesley1": "handsome1",
        "wesley2": "handsome2",
    }
    for k := range t {
        t["wesley3"] = "handsome3"
        fmt.Printf("%s-%s ", k, t[k])
    }
}

每次执行的结果可能不同，原因是 map 的哈希表特性导致遍历顺序随机。