Краткий ответ

При обходе массива через range Go логически создаёт его копию до начала цикла. Поэтому цикл читает элементы из этого снимка, а изменения исходного массива внутри тела не влияют на ещё не выданные значения. Это отличается от обхода указателя на массив: в таком случае элементы читаются из исходного массива.

Исторический контекст

range задуман как единый простой механизм обхода массивов, срезов, строк, map и каналов. Для массива сохранена обычная для Go семантика значений: передача или использование значения массива не создаёт общего хранилища с исходным массивом.

Такой подход делает поведение цикла предсказуемым: выражение массива рассматривается как значение, зафиксированное перед началом итерации. При этом для больших массивов копирование может быть дорогим, поэтому в производительном коде важно понимать различие между массивом и указателем на массив.

Постановка проблемы

Разработчик может изменить элемент массива по индексу внутри цикла и ожидать, что следующая итерация увидит это изменение. Для обычного массива такое ожидание неверно: индекс и значение берутся из логической копии.

Ошибка особенно неприятна при обработке фиксированных буферов или таблиц: программа внешне изменяет массив, но логика цикла продолжает работать со старыми данными. Дополнительно нужно отличать это от изменения переменной элемента range: сама переменная элемента тоже является отдельной копией и не записывает значение обратно в массив.

Подробное решение

При входе в цикл Go вычисляет выражение, по которому выполняется обход. Если это значение массива, цикл использует его копию как источник итерации. Переменная индекса получает индекс, а переменная элемента — копию соответствующего элемента из этого источника.

package main

import "fmt"

func main() {
	a := [3]int{1, 2, 3}
	for i, v := range a {
		a[i] = 10
		fmt.Println(v)
	}
	fmt.Println(a)
}

Цикл напечатает 1, 2, 3, а затем массив будет содержать [10 10 10]. Изменения произошли в исходном массиве, но значения для итераций уже определяются его снимком.

Если требуется, чтобы обход видел изменения исходного массива, можно обходить указатель на массив или явно обращаться к элементам по индексам. Указатель не копирует сам массив, однако совместное изменение массива во время обхода всё равно требует отдельного контроля последовательности выполнения; при конкурентном доступе необходимо синхронизировать операции.

Оптимизации компилятора не меняют это наблюдаемое поведение. Даже если физическая копия в машинном коде устранена, результат должен соответствовать семантике обхода копии массива.

Ситуация из практики

Сервис обрабатывает фиксированный массив из 1024 коэффициентов. Во время прохода он заменяет уже обработанные коэффициенты нормализованными значениями, но одновременно должен использовать исходные значения для расчёта следующего шага.

Вариант с обходом массива напрямую удобен тем, что автоматически даёт стабильный снимок. Вариант с индексным доступом экономит потенциальное копирование и позволяет читать обновлённые элементы, но требует явно определить порядок и момент применения изменений. Обход указателя на массив также работает без копирования, однако делает зависимость от изменяемого общего состояния менее очевидной.

Если расчёт действительно должен использовать исходные коэффициенты, выбран обход массива через range, а обновлённые значения сохраняются отдельно или записываются в исходный массив. Если же алгоритму нужны изменения на следующих итерациях, выбирается индексный обход с явно описанной последовательностью. Такое решение предотвращает скрытую зависимость от неверного предположения о снимке данных.

Что кандидаты часто упускают

Что изменится при обходе указателя на массив?

Указатель на массив не является копией массива. При обходе указателя значения читаются из исходного массива, поэтому изменения элементов, выполненные до соответствующей итерации, могут быть видны последующим итерациям. Это полезно для работы без копирования, но требует аккуратного контроля изменений.

Почему присваивание переменной элемента range не изменяет массив?

Переменная элемента получает копию значения. Изменение этой переменной меняет только локальную копию; запись в исходный массив возможна через индекс или указатель на элемент. Для элементов-структур это особенно заметно: изменение поля переменной элемента не изменяет структуру в массиве.

Копируется ли массив при передаче его в функцию?

Да, массив при передаче параметром без указателя передаётся по значению, поэтому функция получает отдельную копию. Изменения её элементов не видны вызывающему коду. Чтобы работать с исходным массивом, передают указатель на него либо используют срез, если фиксированная длина на уровне типа не требуется.