切片使用不当会导致意想不到的副作用答案

【问题标题】：Improper use of slices causes unintended side effects切片使用不当会导致意想不到的副作用
【发布时间】：2019-12-14 20:09:53
【问题描述】：

我有以下函数可以生成给定数组的所有子集。

这个想法很简单 - 我从一个包含空集（切片）的结果数组开始，对于输入数组 nums 中的每个元素，遍历所有先前生成的集合，将 nums 的当前元素添加到它们并将生成的新集合添加回结果数组。没什么特别有趣的。

func subsets(nums []int) [][]int {
  result := [][]int{{}}
  for _, n := range nums {
    newSets := [][]int{}
    for _, set := range result {
      newSets = append(newSets, append(set, n))
    }
    result = append(result, newSets...)
  }
  return result
}

问题是使用append(newSets, append(set, n)) 会破坏result 切片，set 是其中的成员。我用一些调试代码（见下文）稍微修改了函数，还找到了一个不会导致相同行为的解决方法（注释代码）。

我非常怀疑这是由通过引用传递而不是被复制的东西引起的（我将newSets 的元素附加到result）。问题是我找不到它。 :( 我从不在循环中更改结果

func subsets(nums []int) [][]int {

  result := [][]int{{}}
  for _, n := range nums {

    newSets := [][]int{}
    var before, after []int
    for _, set := range result {

      lastResultIdx := len(result)-1
      if lastResultIdx > 0 {
        before = make([]int, len(result[lastResultIdx]))
        copy(before, result[lastResultIdx])
      }

      //ns := []int{}
      //for _,v := range set {
      //  ns = append(ns, v)
      //}
      //ns = append(ns, n)
      //newSets = append(newSets, ns)

      newSets = append(newSets, append(set, n))

      if lastResultIdx > 0 {
        after = result[lastResultIdx]
        if before[len(before)-1]!=after[len(after)-1] {
          fmt.Println(n, "before", before, "after", after)
        }
      }
    }

    result = append(result, newSets...)
  }
  return result
}

func main() {
  subsets([]int{0, 1, 2, 3, 4})
}

【问题讨论】：

标签： go append slice

【解决方案1】：

问题出在这里：

append(newSets, append(set, n))

问题不在于它是嵌套追加。问题是您假设append(set,n) 将返回一个新切片。情况并非总是如此。切片是数组的视图，当您向切片添加新元素时，如果添加未导致数组重新分配，则返回的切片与您传入的切片相同，len 字段递增。因此，当您浏览结果数组时，您正在修改已经存在的元素，同时再次添加它们，就好像它们是不同的结果一样。

为了解决，当你得到result的元素时，创建一个新切片，将result的元素复制到它，追加新元素，然后将新切片添加到result。

【讨论】：

【解决方案2】：

问题很简单：append 接受一个切片参数——[]T 用于某些类型 T——当然还有要附加的元素，并返回一个 []T 结果.但是[]T，如果非零，则由两部分组成：一个 slice header，它指向某个后备数组并带有当前长度和容量，加上 后备数组 .当append 工作时，它有一个选择：

就地修改后备数组，并返回一个新的切片头，以重用现有的后备数组，或者
创建一个新的后备数组，将原始值复制到新的后备数组，并返回一个使用新后备数组的新切片头。

只要append 复制后备数组，您的代码就可以工作。每当它重用后备数组时，您的代码可能会或可能不会工作，这取决于其他切片标头是否使用相同的后备数组。

假设您的后备数组的长度为 5，并且现有切片标头之一读取“长度 1，容量 5”，后备数组的元素 0 为零。也就是说，现有的切片头h 包含[0]。现在你打电话给append(h, 1)。追加操作重新使用后备数组并将1 放入第二个元素并返回包含[0, 1] 的新切片头h1。现在你把h 再次，追加2，并制作一个包含[0, 2]的二元素切片h2。但是这会重复使用 h1 重复使用的相同后备数组，所以现在 h1 也包含 [0, 2]。

要在不大量修改算法的情况下解决问题，您需要：

始终复制的append 的变体，或
将一个 int 附加到 int 切片的变体，始终复制。

后者更简单：

func setPlusInt(set []int, n int) []int {
    return append(append([]int(nil), set...), n)
}

它可以让您替换现有代码的一行。

（我做了另外一个小改动 here 并添加了足够的内容以在 Go Playground 中提供一个工作示例。）

（另一种解决方案是设置您自己的每个切片标头以不提供额外容量，因此append 必须始终复制。我没有说明此方法。）

【讨论】：