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30 Mar 2017
go语言坑之list删除所有元素

go提供了一个list包,类似python的list,可以存储任意类型的数据,并提供了相应的API,如下:

type Element
    func (e *Element) Next() *Element
    func (e *Element) Prev() *Element
type List
    func New() *List
    func (l *List) Back() *Element
    func (l *List) Front() *Element
    func (l *List) Init() *List
    func (l *List) InsertAfter(v interface{}, mark *Element) *Element
    func (l *List) InsertBefore(v interface{}, mark *Element) *Element
    func (l *List) Len() int
    func (l *List) MoveAfter(e, mark *Element)
    func (l *List) MoveBefore(e, mark *Element)
    func (l *List) MoveToBack(e *Element)
    func (l *List) MoveToFront(e *Element)
    func (l *List) PushBack(v interface{}) *Element
    func (l *List) PushBackList(other *List)
    func (l *List) PushFront(v interface{}) *Element
    func (l *List) PushFrontList(other *List)
    func (l *List) Remove(e *Element) interface{}

借助list包提供的API,list用起来确实挺方便,但是在使用过程中,如果不注意就会遇到一些难以发现的坑,导致程序结果不是预想的那样。这里要说的坑是通过for循环遍历list,并删除所有元素时会遇到的问题。例如,下面这个示例程序创建了一个list,并依次将0-3存入,然后通过for循环遍历list删除所有元素:

package main

import (
    "container/list"
    "fmt"
)

func main() {

    l := list.New()
    l.PushBack(0)
    l.PushBack(1)
    l.PushBack(2)
    l.PushBack(3)
    fmt.Println("original list:")
    prtList(l)

    fmt.Println("deleted list:")

    for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() {
        l.Remove(e)
    }

    prtList(l)
}

func prtList(l *list.List) {
    for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() {
        fmt.Printf("%v ", e.Value)
    }
    fmt.Printf("\n")
}

运行程序输出如下:

original list:
0 1 2 3 
deleted list:
1 2 3 

从输出可以知道,list中的元素并没有被完全删除,仅删除了第一个元素0,和最初设想不一样,按照go的使用习惯,遍历一个list并删除所有元素写法应该如下:

for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() {
    l.Remove(e)
}

但是根据上面示例代码的输出,这样删除list所有元素是无效的,那么问题出在哪呢?由for循环的机制可以知道,既然删除了第一个元素,没有删除第二个元素,肯定是第二次循环的条件无效,才导致循环退出,即执行完下面语句后:

l.Remove(e)

e应该为nil,所以循环退出。在for循环中的l.Remove(e)语句前添加打印语句验证,例如添加如下语句:

fmt.Println("delete a element from list")

运行程序输出如下:

original list:
0 1 2 3 
deleted list:
delete a element from list
1 2 3 

可以看到,确实只循环了一次,循环就结束了。即当执行完语句l.Remove(e)后,e等于e.Next(),因为e.Next()为nil,导致e为nil,循环退出。为什么e.Next()会是nil呢?通过查看go list源码,如下所示:

// remove removes e from its list, decrements l.len, and returns e.
func (l *List) remove(e *Element) *Element {
    e.prev.next = e.next
    e.next.prev = e.prev
    e.next = nil // avoid memory leaks
    e.prev = nil // avoid memory leaks
    e.list = nil
    l.len--
    return e
}

// Remove removes e from l if e is an element of list l.
// It returns the element value e.Value.
func (l *List) Remove(e *Element) interface{} {
    if e.list == l {
        // if e.list == l, l must have been initialized when e was inserted
        // in l or l == nil (e is a zero Element) and l.remove will crash
        l.remove(e)
    }
    return e.Value
}

由源码中可以看到,当执行l.Remove(e)时,会在内部调用l.remove(e)方法删除元素e,为了避免内存泄漏,会将e.next和e.prev赋值为nil,这就是问题根源。

修正程序如下:

package main

import (
    "container/list"
    "fmt"
)

func main() {

    l := list.New()
    l.PushBack(0)
    l.PushBack(1)
    l.PushBack(2)
    l.PushBack(3)
    fmt.Println("original list:")
    prtList(l)

    fmt.Println("deleted list:")
    var next *list.Element
    for e := l.Front(); e != nil; e = next {
        next = e.Next()
        l.Remove(e)
    }

    prtList(l)
}

func prtList(l *list.List) {
    for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() {
        fmt.Printf("%v ", e.Value)
    }
    fmt.Printf("\n")
}

运行程序输出如下:

original list:
0 1 2 3 
deleted list:

可以看见,list中的所有元素已经被正确删除。

本次荐书:简单的逻辑学

简单的逻辑学



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