大家好，我是煎魚。

不知道有多少 Go 的面試題和泄露，都和 for 循環(huán)有關(guān)。今天我在周末認(rèn)真一看，發(fā)現(xiàn)了 redefining for loop variable semantics[1] ，看來(lái)大家踩到的坑都是一樣的。

著名的硬核大佬 Russ Cox 表示他一直在研究這個(gè)問題，表示十年的經(jīng)驗(yàn)表明了當(dāng)前語(yǔ)義的代價(jià)是很大的，得動(dòng)一動(dòng)，看看能不能打破兼容性原則。

想了下之前 Go modules 的事情，我真怕他一口氣就把這塔給推了...

問題

案例一

在 Go 語(yǔ)言中，我們寫 for 語(yǔ)句時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行和猜想的結(jié)果不一致。例如以下第一個(gè)案例的代碼：

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

這段代碼有問題嗎？變量 all 內(nèi)的 item 變量，存儲(chǔ)進(jìn)去的是什么？是每次循環(huán)的 item 值，每次都不一樣，對(duì)嗎？

實(shí)際上在 for 循環(huán)時(shí)，每次存入變量 all 的都是相同的 item，也就是最后一個(gè)循環(huán)的 item 值。這是 Go 面試?yán)锝?jīng)常出現(xiàn)的題目，結(jié)合 goroutine 更風(fēng)騷，畢竟還會(huì)存在亂序執(zhí)行等問題。

如果你想解決這個(gè)問題，就需要把程序改寫成如下：

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

要重新聲明一個(gè)局部變量 item 變量，把 for 循環(huán)的 item 變量給存儲(chǔ)下來(lái)，再追加進(jìn)去。

案例二

接下來(lái)是第二個(gè)案例的代碼：

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

這段程序的輸出結(jié)果是什么？沒有 & 取地址符，是輸出 1，2，3 嗎？

結(jié)果程序一運(yùn)行，輸出結(jié)果是 3，3，3。這又是為什么？

問題的重點(diǎn)之一：關(guān)注到閉包函數(shù)，實(shí)際上所有閉包都打印的是相同的 v，也就是輸出 3，原因是在 for 循環(huán)結(jié)束后，最后 v 的值被設(shè)置為了 3，僅此而已。

如果想要達(dá)到預(yù)期的效果，依然是使用萬(wàn)能的再賦值。改寫后的代碼如下：

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

增加 v := v 語(yǔ)句，程序輸出結(jié)果為 1，2，3。仔細(xì)翻翻你寫過的 Go 工程，是不是都很熟悉？就這改造方法，贏了。

尤其是配合上 Goroutine 的寫法，很多同學(xué)會(huì)更容易在此翻車。

解決方案

修復(fù)思路

實(shí)際上 Go 核心團(tuán)隊(duì)在內(nèi)部和社區(qū)已經(jīng)討論過許久，希望重新定義 for 循環(huán)的語(yǔ)義。要達(dá)到的目的是：使循環(huán)變量每次迭代而不是每次循環(huán)。

解決的辦法是：在每個(gè)迭代變量 x 的每個(gè)循環(huán)體開頭，加一個(gè)隱式的再賦值，也就是 x := x，就能夠解決上述程序中所隱含的坑。

和我們現(xiàn)在做的一樣，只不過我們是自己手動(dòng)加的，Go 團(tuán)隊(duì)做的是希望在編譯器內(nèi)隱式處理。

讓用戶自己決定

比較尷尬的是 Go 團(tuán)隊(duì)在 Proposal: Go 2 transition[2] 中明確禁止重新定義語(yǔ)言的語(yǔ)義，所以 rsc 不能直接這么干。

因此 rsc 打算開個(gè)新坑，希望將會(huì)由用戶自己決定控制這個(gè) “破壞”，方式將會(huì)是根據(jù)每個(gè) modules 的 go.mod 文件中的 go 行（版本聲明）來(lái)決定語(yǔ)義。

例如，如果是在 Go1.30 對(duì)本文討論的 for 循環(huán)將循環(huán)變量改為迭代，那么在 go.mod 文件中的 go 版本聲明是將是一個(gè)關(guān)鍵的開關(guān)。

如下圖示：

像上圖的配置，Go 1.30 或更高版本將會(huì)每次迭代變量，而早期 Go 版本的將每次循環(huán)變量，也就是 go.mod 的 Go 版本控制了新特性的語(yǔ)義，不同 modules 都可能會(huì)因此不一樣。

如此一來(lái)上述提到的 for 循環(huán)問題都會(huì)在一定范圍內(nèi)被解決。

總結(jié)

for 循環(huán)時(shí)的變量問題，一直是各大 Go 考官愛考的題目，也確實(shí)在實(shí)際編程 Go 代碼時(shí)會(huì)遇到這類坑。

雖然 rsc 希望在 go.mod 文件上開創(chuàng)先河，利用 go 版本的聲明，去修改語(yǔ)義（不允許添加和刪除）。這無(wú)疑是給 Go1 兼容性保障開了一個(gè)后門。

如果實(shí)施，本次變更會(huì)導(dǎo)致 Go 的前后版本語(yǔ)義有所不同。還不如變成一個(gè) go.mod 文件的一個(gè)語(yǔ)義開關(guān)，一變?nèi)儯駝t這種變一些不變一些的，會(huì)給問題排查和理解上帶來(lái)不少的成本。

這顯然是一個(gè)很折騰人的思考題。