The Way to Go（六）

读写数据

读取用户的输入

从键盘和标准输入 os.Stdin 读取输入，最简单的办法是使用fmt 包提供的Scan 和Sscan 开头的函数。请看以下程序：

// 从控制台读取输入:
package main
import "fmt"

var (
   firstName, lastName, s string
   i int
   f float32
   input = "56.12 / 5212 / Go"
   format = "%f / %d / %s"
)

func main() {
   fmt.Println("Please enter your full name: ")
   fmt.Scanln(&firstName, &lastName)
   // fmt.Scanf("%s %s", &firstName, &lastName)
   fmt.Printf("Hi %s %s!\n", firstName, lastName) // Hi Chris Naegels
   fmt.Sscanf(input, format, &f, &i, &s)
   fmt.Println("From the string we read: ", f, i, s)
    // 输出结果: From the string we read: 56.12 5212 Go
}

Scanln扫描来自标准输入的文本，将空格分隔的值依次存放到后续的参数内，直到碰到换行。Scanf与其类似，除了 Scanf 的第一个参数用作格式字符串，用来决定如何读取。Sscan 和以 Sscan 开头的函数则是从字符串读取，除此之外，与 Scanf 相同。如果这些函数读取到的结果与您预想的不同，您可以检查成功读入数据的个数和返回的错误。

文件读写

package main
import (
    "bufio"
    "fmt"
    "io"
    "os"
)

func main() {
    inputFile, inputError := os.Open("input.dat")
    if inputError != nil {
        fmt.Printf("An error occurred on opening the inputfile\n" +
            "Does the file exist?\n" +
            "Have you got acces to it?\n")
        return // exit the function on error
    }
    defer inputFile.Close()

    inputReader := bufio.NewReader(inputFile)
    for {
        inputString, readerError := inputReader.ReadString('\n')
    fmt.Printf("The input was: %s", inputString)
        if readerError == io.EOF {
            return
        }      
    }
}

变量 inputFile 是 *os.File 类型的。该类型是一个结构，表示一个打开文件的描述符（文件句柄）。然后，使用 os 包里的Open 函数来打开一个文件。该函数的参数是文件名，类型为 string。在上面的程序中，我们以只读模式打开input.dat 文件。

如果文件不存在或者程序没有足够的权限打开这个文件，Open函数会返回一个错误：inputFile, inputError = os.Open("input.dat")。如果文件打开正常，我们就使用defer inputFile.Close() 语句确保在程序退出前关闭该文件。然后，我们使用 bufio.NewReader来获得一个读取器变量。

通过使用 bufio包提供的读取器（写入器也类似），如上面程序所示，我们可以很方便的操作相对高层的 string 对象，而避免了去操作比较底层的字节。

接着，我们在一个无限循环中使用ReadString('\n') 或 ReadBytes('\n')将文件的内容逐行（行结束符 ‘\n’）读取出来。

一旦读取到文件末尾，变量readerError 的值将变成非空（事实上，常量io.EOF 的值是 true），我们就会执行 return语句从而退出循环。

其他类似函数：
1) 将整个文件的内容读到一个字符串里：

如果您想这么做，可以使用 io/ioutil包里的 ioutil.ReadFile()方法，该方法第一个返回值的类型是 []byte，里面存放读取到的内容，第二个返回值是错误，如果没有错误发生，第二个返回值为 nil。类似的，函数 WriteFile() 可以将 []byte 的值写入文件。

package main
import (
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "os"
)

func main() {
    inputFile := "products.txt"
    outputFile := "products_copy.txt"
    buf, err := ioutil.ReadFile(inputFile)
    if err != nil {
        fmt.Fprintf(os.Stderr, "File Error: %s\n", err)
        // panic(err.Error())
        }
    fmt.Printf("%s\n", string(buf))
    err = ioutil.WriteFile(outputFile, buf, 0644) // oct, not hex
    if err != nil {
        panic(err.Error())
    }
}

2) 带缓冲的读取

在很多情况下，文件的内容是不按行划分的，或者干脆就是一个二进制文件。在这种情况下，ReadString()就无法使用了，我们可以使用 bufio.Reader 的Read()，它只接收一个参数：

buf := make([]byte, 1024)
...
n, err := inputReader.Read(buf)
if (n == 0) { break}

变量 n 的值表示读取到的字节数.

3) 按列读取文件中的数据
如果数据是按列排列并用空格分隔的，你可以使用 fmt包提供的以 FScan开头的一系列函数来读取他们。请看以下程序，我们将 3 列的数据分别读入变量 v1、v2 和 v3 内，然后分别把他们添加到切片的尾部。

package main
import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    file, err := os.Open("products2.txt")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer file.Close()

    var col1, col2, col3 []string
    for {
        var v1, v2, v3 string
        _, err := fmt.Fscanln(file, &v1, &v2, &v3)
        // scans until newline
        if err != nil {
            break
        }
        col1 = append(col1, v1)
        col2 = append(col2, v2)
        col3 = append(col3, v3)
    }

    fmt.Println(col1)
    fmt.Println(col2)
    fmt.Println(col3)
}

输出结果：

1
2
3

[ABC FUNC GO]
[40 56 45]
[150 280 356]

注意： path 包里包含一个子包叫 filepath，这个子包提供了跨平台的函数，用于处理文件名和路径。例如 Base()函数用于获得路径中的最后一个元素（不包含后面的分隔符）：

1 2	import "path/filepath" filename := filepath.Base(path)

package main

import (
    "os"
    "bufio"
    "fmt"
)

func main () {
    // var outputWriter *bufio.Writer
    // var outputFile *os.File
    // var outputError os.Error
    // var outputString string
    outputFile, outputError := os.OpenFile("output.dat", os.O_WRONLY|os.O_CREATE, 0666)
    if outputError != nil {
        fmt.Printf("An error occurred with file opening or creation\n")
        return  
    }
    defer outputFile.Close()

    outputWriter := bufio.NewWriter(outputFile)
    outputString := "hello world!\n"

    for i:=0; i<10; i++ {
        outputWriter.WriteString(outputString)
    }
    outputWriter.Flush()
}

除了文件句柄，我们还需要 bufio 的 Writer。我们以只写模式打开文件 output.dat，如果文件不存在则自动创建：

1	outputFile, outputError := os.OpenFile(“output.dat”, os.O_WRONLY\|os.O_CREATE, 0666)

可以看到，OpenFile 函数有三个参数：文件名、一个或多个标志（使用逻辑运算符“|”连接），使用的文件权限。

我们通常会用到以下标志：

os.O_RDONLY：只读
os.O_WRONLY：只写
os.O_CREATE：创建：如果指定文件不存在，就创建该文件。
os.O_TRUNC：截断：如果指定文件已存在，就将该文件的长度截为0。

在读文件的时候，文件的权限是被忽略的，所以在使用 OpenFile 时传入的第三个参数可以用0。而在写文件时，不管是 Unix 还是 Windows，都需要使用 0666。

然后，我们创建一个写入器（缓冲区）对象：

1	outputWriter := bufio.NewWriter(outputFile)

接着，使用一个 for 循环，将字符串写入缓冲区，写 10 次：outputWriter.WriteString(outputString)

缓冲区的内容紧接着被完全写入文件：outputWriter.Flush()

如果写入的东西很简单，我们可以使用 fmt.Fprintf(outputFile, “Some test data.\n”)直接将内容写入文件。fmt 包里的 F 开头的Print 函数可以直接写入任何io.Writer，包括文件

不使用 fmt.FPrintf 函数，使用其他函数如何写文件：

package main

import "os"

func main() {
    os.Stdout.WriteString("hello, world\n")
    f, _ := os.OpenFile("test", os.O_CREATE|os.O_WRONLY, 0)
    defer f.Close()
    f.WriteString("hello, world in a file\n")
}

使用 os.Stdout.WriteString(“hello, world\n”)，我们可以输出到屏幕。

我们以只写模式创建或打开文件“test”，并且忽略了可能发生的错误：f, _ := os.OpenFile(“test”, os.O_CREATE|os.O_WRONLY, 0)

我们不使用缓冲区，直接将内容写入文件：f.WriteString( )

文件拷贝

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "os"
)

func main() {
    CopyFile("target.txt", "source.txt")
    fmt.Println("Copy done!")
}

func CopyFile(dstName, srcName string) (written int64, err error) {
    src, err := os.Open(srcName)
    if err != nil {
        return
    }
    defer src.Close()

    dst, err := os.OpenFile(dstName, os.O_WRONLY|os.O_CREATE, 0644)
    if err != nil {
        return
    }
    defer dst.Close()

    return io.Copy(dst, src)
}

注意defer 的使用：当打开目标文件时发生了错误，那么 defer 仍然能够确保 src.Close() 执行。如果不这么做，文件会一直保持打开状态并占用资源。

从命令行读取参数

os 包中有一个 string类型的切片变量 os.Args，用来处理一些基本的命令行参数，它在程序启动后读取命令行输入的参数。

package main

import (
    "fmt"
    "os"
    "strings"
)

func main() {
    who := "Alice "
    if len(os.Args) > 1 {
        who += strings.Join(os.Args[1:], " ")
    }
    fmt.Println("Good Morning", who)
}

我们在 IDE 或编辑器中直接运行这个程序输出：Good Morning Alice

flag包

flag 包有一个扩展功能用来解析命令行选项。但是通常被用来替换基本常量，例如，在某些情况下我们希望在命令行给常量一些不一样的值。

下面的程序模拟了 Unix 的 echo 功能：

package main

import (
    "flag" // command line option parser
    "os"
)

var NewLine = flag.Bool("n", false, "print newline") // echo -n flag, of type *bool

const (
    Space   = " "
    Newline = "\n"
)

func main() {
    flag.PrintDefaults()
    flag.Parse() // Scans the arg list and sets up flags
    var s string = ""
    for i := 0; i < flag.NArg(); i++ {
        if i > 0 {
            s += " "
            if *NewLine { // -n is parsed, flag becomes true
                s += Newline
            }
        }
        s += flag.Arg(i)
    }
    os.Stdout.WriteString(s)
}

flag.Parse() 扫描参数列表（或者常量列表）并设置flag, flag.Arg(i)表示第i个参数。Parse() 之后flag.Arg(i) 全部可用，flag.Arg(0) 就是第一个真实的 flag，而不是像 os.Args(0)放置程序的名字。

flag.Narg()返回参数的数量。解析后 flag或常量就可用了。
flag.Bool()定义了一个默认值是 false的 flag：当在命令行出现了第一个参数（这里是 “n”），flag 被设置成 true（NewLine 是 bool 类型）。flag被解引用到 `NewLine，所以当值是 true 时将添加一个 newline（”\n”）`。

flag.PrintDefaults()打印 flag 的使用帮助信息，本例中打印的是：

1	-n=false: print newline

flag.VisitAll(fn func(*Flag)) 是另一个有用的功能：按照字典顺序遍历 flag，并且对每个标签调用 fn

用 buffer 读取文件

package main

import (
    "bufio"
    "flag"
    "fmt"
    "io"
    "os"
)

func cat(r *bufio.Reader) {
    for {
        buf, err := r.ReadBytes('\n')
        if err == io.EOF {
            break
        }
        fmt.Fprintf(os.Stdout, "%s", buf)
    }
    return
}

func main() {
    flag.Parse()
    if flag.NArg() == 0 {
        cat(bufio.NewReader(os.Stdin))
    }
    for i := 0; i < flag.NArg(); i++ {
        f, err := os.Open(flag.Arg(i))
        if err != nil {
            fmt.Fprintf(os.Stderr, "%s:error reading from %s: %s\n", os.Args[0], flag.Arg(i), err.Error())
            continue
        }
        cat(bufio.NewReader(f))
    }
}

JSON 数据格式

数据结构要在网络中传输或保存到文件，就必须对其编码和解码；目前存在很多编码格式：JSON，XML，gob，Google 缓冲协议等等。Go 语言支持所有这些编码格式

通过把数据转换成纯文本，使用命名的字段来标注，让其具有可读性。这样的数据格式可以通过网络传输，而且是与平台无关的，任何类型的应用都能够读取和输出，不与操作系统和编程语言的类型相关。

序列化是在内存中把数据转换成指定格式（data -> string），反之亦然（string -> data structure）

尽管 XML 被广泛的应用，但是 JSON 更加简洁、轻量（占用更少的内存、磁盘及网络带宽）和更好的可读性，这也使它越来越受欢迎。

package main

import (
    "encoding/json"
    "fmt"
    "log"
    "os"
)

type Address struct {
    Type    string
    City    string
    Country string
}

type VCard struct {
    FirstName string
    LastName  string
    Addresses []*Address
    Remark    string
}

func main() {
    pa := &Address{"private", "Aartselaar", "Belgium"}
    wa := &Address{"work", "Boom", "Belgium"}
    vc := VCard{"Jan", "Kersschot", []*Address{pa, wa}, "none"}
    // fmt.Printf("%v: \n", vc) // {Jan Kersschot [0x126d2b80 0x126d2be0] none}:
    // JSON format:
    js, _ := json.Marshal(vc)
    fmt.Printf("JSON format: %s", js)
    // using an encoder:
    file, _ := os.OpenFile("vcard.json", os.O_CREATE|os.O_WRONLY, 0666)
    defer file.Close()
    enc := json.NewEncoder(file)
    err := enc.Encode(vc)
    if err != nil {
        log.Println("Error in encoding json")
    }
}

json.Marshal() 的函数签名是 func Marshal(v interface{}) ([]byte, error)，下面是数据编码后的 JSON 文本（实际上是一个 []byte）：

{
    "FirstName": "Jan",
    "LastName": "Kersschot",
    "Addresses": [{
        "Type": "private",
        "City": "Aartselaar",
        "Country": "Belgium"
    }, {
        "Type": "work",
        "City": "Boom",
        "Country": "Belgium"
    }],
    "Remark": "none"
}

出于安全考虑，在 web 应用中最好使用json.MarshalforHTML() 函数，其对数据执行HTML转码，所以文本可以被安全地嵌在 HTML <script> 标签中。

json.NewEncoder() 的函数签名是 func NewEncoder(w io.Writer) *Encoder，返回的Encoder类型的指针可调用方法 Encode(v interface{})，将数据对象v 的json编码写入 io.Writerw 中。

不是所有的数据都可以编码为 JSON 类型：只有验证通过的数据结构才能被编码：

JSON 对象只支持字符串类型的 key；要编码一个 Go map 类型，map必须是 map[string]T（T是 json 包中支持的任何类型）
Channel，复杂类型和函数类型不能被编码
不支持循环数据结构；它将引起序列化进入一个无限循环
指针可以被编码，实际上是对指针指向的值进行编码（或者指针是 nil）

反序列化：

UnMarshal() 的函数签名是func Unmarshal(data []byte, v interface{}) error把 JSON 解码为数据结构。

解码任意的数据：

json 包使用 map[string]interface{}和[]interface{} 储存任意的 JSON 对象和数组；其可以被反序列化为任何的 JSON blob 存储到接口值中。

来看这个 JSON 数据，被存储在变量 b 中：

1	b := []byte(`{"Name": "Wednesday", "Age": 6, "Parents": ["Gomez", "Morticia"]}`)

不用理解这个数据的结构，我们可以直接使用 Unmarshal 把这个数据编码并保存在接口值中：

1 2	var f interface{} err := json.Unmarshal(b, &f)

f 指向的值是一个map，key 是一个字符串，value 是自身存储作为空接口类型的值：

map[string]interface{} {
    "Name": "Wednesday",
    "Age":  6,
    "Parents": []interface{} {
        "Gomez",
        "Morticia",
    },
}

要访问这个数据，我们可以使用类型断言

1	m := f.(map[string]interface{})