Go语言实战案例（上） ｜ 青训营

Go语言实战案例（上）

实践记录 · 2023/7/30 · 玉米哥

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猜数游戏

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前言

在前两天，我在掘金平台上陆续发布了两篇文章Go语言入门指南：基础语法（上）和Go语言入门指南：基础语法（下），总字数超过一万字，本以为这两篇文章会是自我感动之作，默默无闻石沉大海无人问津，但是没想到会收到大家的评论和点赞，还有几个小伙伴表示文章很清晰易懂，这让我备受鼓舞。与此同时，也感到诚惶诚恐。

当然，我目前能够做的，就是持续输出自己对知识点的理解和思考，我写文章的目的很明确：就是给别人看的，因此评价指标也很简单，小伙伴认可的文章，就是好文章；小伙伴看了一头雾水的文章，就得回炉重造。

废话不多说，开始讲今天的东西。

以下内容主要总结于

• 字节跳动青训营后端入门 - Go语言原理与实践
• Go语言官方文档教程
• Go语言圣经

猜数游戏

课程中的第一个例子是猜数游戏，这个例子麻雀虽小，但是五脏俱全，包含了以下知识点。

• 输入的获取
• 官方库函数的使用
• 循环与选择语句结合的控制流

在这篇文章中，我假设小伙伴有其他语言的学习基础，因此不会讲解整个程序的实现过程，而是将重点放在输入的获取上。

从控制台读取输入

一个程序，可以从很多渠道获取输入，对于刚学习编程的小伙伴，接触最多的可能就是从命令行敲下自己的输入，按下回车键，然后将输入发送给程序。

输入除了来自于键盘，还可以来自本地磁盘中保存的文件，以及从网络接受到的数据。

在视频中，王克纯老师使用bufio包中的函数来从控制台获取输入，起初，我很疑惑，为什么处理输入的方式这么麻烦。

老式处理输入的方式

在C++中，当我想从键盘获取输入，并保存 到整型变量guess中，我可以这样做。

int guess;
cin >> guess;

我相信绝大多数小伙伴，此前也是通过这样的方式来处理的，可是示例却是这样的。

reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
input, err := reader.ReadString('\n')
input = strings.TrimSuffix(input, "\n")
guess, err := strconv.Atoi(input)

从键盘获取输入的数字，并保存到guess变量中，经过了两个中间变量reader、input。

自己难为自己，何苦呢？

直到我查阅了Go语言中关于处理输入的函数，才发现，如果还在用之前学习C、C++的思维去处理输入，才是真的难为自己。

Go语言中与处理输入有关的库函数。

• fmt.ScanLn
• fmt.Scan
• fmt.Scanf
• bufio.Reader
• bufio.Scanner

新式处理输入的方式

如此之多的函数，对输入的处理各有不同，什么时候保留\n，什么时候丢弃\n，读取字符串时什么规则，读取数字时又是什么规则。纷繁复杂，无法记忆。而且记了恐怕也难以用得上，最终只会为难自己。因此，我们可以制定一种读取输入的规范，来简化输入处理的流程。

• 明确输入源
• 一次读取一整行输入
• 将读取到的输入按需处理

遵从这个规范，到现在，我们可以好好介绍下示例中的bufio了。

明确输入源

在上文我们提到，输入可以来源于键盘、网络、文件等。在示例中，我们需要从键盘中读取数据。因此，我们创建了一个reader，并使用os.Stdin进行初始化。os.Stdin指标准输入，一般情况下，标准输入与键盘相关联。这下子，我们就明确了目的：从键盘读取输入。

reader := bufio.NewReader(os.Stdin)

什么是reader？

Go语言的io包中，定义了一个接口io.Reader，该接口中包含了一个Read函数。

如果你不懂什么是接口，这并不要紧。目前，你只需要将自己看作一名水管工人，数据就是水流。io.Reader是一种特殊的工具，你使用它连接到不同的水源。当你连接到一种水源后，便可以打开水龙头（调用Read函数或类似的函数）获取水源，水流会一点点流入你的水桶，直至水桶装满或者水流完。

处理输入并存入变量

input, err := reader.ReadString('\n')

明确输入的来源后，就可以正式读取输入了，执行上面代码时，会按照顺序发生下面的事情。

1. 程序的运行会发生阻塞，将控制权交给键盘。

2. 在键盘上敲击50<Enter>，程序此时接收到了来自键盘的输入流50\n，该输入流的本质是由5 0 \n组成的一连串字节序列。

3. Reader.readString函数对该字符串进行处理。

   ReadString reads until the first occurrence of delim in the input, returning a string containing the data up to and including the delimiter.

   Go语言官网对该函数的介绍说，该函数读取输入的字符串，直至遇到指定的分隔符，然后返回该字符串和紧随其后的分隔符。

在示例中，我们使用变量input接受该函数返回的结果，显而易见，input变量中包含了字符串50\n。

按需处理保存的字符串

然而我们想要的是数字50，需要使用strconv.Atoi函数将字符串转换为数字，在这之前，还需要去掉字符串的后缀\n，再做转换。

input = strings.TrimSuffix(input, "\n")
guess, err := strconv.Atoi(input)

大功告成！我们终于得到了魂牵梦索的guess变量，后续就是与猜数游戏控制流相关的逻辑，这里不再赘述了。

从字符串读取输入

为什么要浪费大把的墨水来写仅仅一个guess变量的读取呢，如果你认真读完了上面的内容，现在就到了触类旁通的时候了。我们按照一样的规定从字符串中读取输入。

明确输入源

我们很明确，需要从字符串中读取输入，因此，我们应该创建一个从字符串读取输入的reader。

greeting := "你好，字节跳动"
reader := strings.NewReader(greeting)

strings.NewReader函数接受一个字符串，返回一个reader。

使用Read函数读取字符串

当我们从输入源获取数据后，现在是时候将数据保存在一些地方了，需要一个类似guess的变量来充当水桶接水。

// bottle是一个字节切片，大小为3字节
bottle := make([]byte, 3)

注意，UTF-8编码的中文字符使用3个字节表示。

使用Read函数（打开水龙头），将输入源的数据保存到变量bottle中（用指定大小的瓶子装水）。

第一次调用Read函数

// 从reader中读取3个字节的数据，填充满bottle变量
// bottle == "你"
// bytesRead == 3，表示本次从reader读取了3个字节的数据
// err == nil，表示读取正常
bytesRead, err := reader.Read(bottle)

到目前为止，reader中的数据已经被取走了3个字节，被保存到bottle中。仔细一想，reader中的数据并没有被取完（水源中还有水）。

我们可以再次调用Read函数来读取输入源中剩下的数据。

第二次调用Read函数

// 从reader继续读取3个字节的数据，填充满bottle变量
// bottle == "好"
// bytesRead == 3，表示本次从reader读取了3个字节的数据
// err == nil，表示读取正常
bytesRead, err = reader.Read(bottle)

有心的小伙伴想一想，总共需要调用几次Read函数才能将reader中的数据读取完毕呢？

答案就是7次。因为我们的输入源，也就是字符串你好，字节跳动一共有7个中文字符，总计21个字节。而我们的bottle变量每次只能存储3个字节的数据，因此一共需要读取7次。

使用for循环读取

为了省时省力省心，我们可以使用for循环来读取reader中的数据。基本原理同上。

for {
    bytesRead, err := reader.Read(bottle)    
    if err != nil {
        break;
    }

    fmt.Printf("本次读取的字节数 %v 本次读取的内容 %v 本次读取的状态 %v\n", bytesRead, bottle, err)
}

请尝试运行，你会得到下面的结果。

本次读取的字节数 3 本次读取的内容 [228 189 160] 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 [229 165 189] 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 [239 188 140] 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 [229 173 151] 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 [232 138 130] 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 [232 183 179] 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 [229 138 168] 本次读取的状态 <nil>

奇了怪了，为什么读取的内容是一个字节切片呢？

请回头看看，我们的bottle变量就是大小为3个字节的字节切片。

有伙伴可能会问，会什么我们不直接将bottle定义为string类型呢？

因为Read函数的参数必须使用[]bytes，也就是字节切片。

那我们该如何得到正常的字符串呢，答案也很简单，使用%s替换%v即可。

本次读取的字节数 3 本次读取的内容 你 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 好 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 ， 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 字 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 节 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 跳 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 动 本次读取的状态 <nil>

最后一个问题，是什么原因使得这个死循环停下来了呢？从结果来看，当字符串读取完毕时，循环就停下来了。其实原因就在err身上。第七次调用Read函数后，数据已经被取完了，第八次调用Read函数时，已经没有数据了，Read函数会返回io.EOF，表示读取状态为已经读取完毕。很显然这个值不等于nil，于是控制流跳出了循环。

从文件读取输入

如果你耐心看到了这里，那么你对reader应该有了更为深刻的认识了。现在我们按照同样的准则读取文件。

在go源文件目录下新建文本文件sample.txt。

你好，字节跳动。字节和心脏，只能有一个跳动。先进团队，先用飞书。抖音，记录美好生活。

1. 创建一个reader，同时指明输入源是文件。

fileReader, err := os.Open("sample.txt")
if err != nil {
log.Fatal(err)
}

2. 使用Read函数读取。

bottle := make([]byte, 3)
for {
	bytesRead, err := fileReader.Read(bottle)
	if err != nil {
			break
	}
	fmt.Printf("本次读取的字节数 %v 本次读取的内容 %s 本次读取的状态 %v\n", bytesRead, bottle, err)
}

结果呈现。

本次读取的字节数 3 本次读取的内容 你 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 好 本次读取的状态 <nil>
......（省略中间的输出）......
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 生 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 活 本次读取的状态 <nil>
本次读取的字节数 3 本次读取的内容 。 本次读取的状态 <nil>

更进一步

写到这里，小伙伴应该对输入的读取没有问题了，可是，我想一次性读取整个文件，而不是每次都读取这三瓜两枣，我该怎么办？

回到对reader的讨论，在本篇文章的例子中，我们使用了这些方法创建一个reader。

• reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
• reader := strings.NewReader(greeting)
• fileReader, err := os.Open("sample.txt")

我们使用了这些方法读取对应的reader。

• input, err := reader.ReadString('\n')

• bytesRead, err := reader.Read(bottle)

• bytesRead, err := fileReader.Read(bottle)

很明显，第二、三个reader使用了同样的读取函数Read，也是所有reader都具有的共同函数。你可以自己试一试，第一个reader也可以使用该Read函数。

那第一个reader使用的ReadString函数是怎么回事呢，其实，这是bufio对reader做了一层包装，添加了一些其他的函数，方便对输入源进行不同的处理。

比如，ReadString函数就可以接受一个参数作为分割符，将分隔符之前的输入包括分隔符返回到一个变量中。

那输入源是字符串和文件的reader就注定没办法使用ReadString函数了吗？

其实不是，我们只需要使用bufio对它俩的reader做一个包装即可。

strReader, err := strings.NewReader(greeting)
bufReader, err := bufio.NewReader(strReader)

fileReader, err := os.Open("sample.txt")
bufReader, err := bufio.NewReader(fileReader)

bufio可以接受一个reader参数并对其包装，返回一个新的reader。

现在我们的bufReader可以接受来自键盘、字符串、文件的输入源，并使用ReadString函数读取了。

到这里，我们还是没有找到一次性读取整个文件的办法。小伙伴们可以尝试一下，在上文创建的三种reader中，找不到一个类似reader.ReadAll可以读取全部字符串的函数。

幸运的是，io.ReadAll函数可以接受reader参数，并以字节切片的形式返回reader中的所有数据。

fileReader, err := os.Open("sample.txt")
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	allBytes, err := io.ReadAll(fileReader)
	if err != nil {
		return
	}
	fmt.Printf("%s", allBytes)

下一步

本篇文章到这里就结束了，由于篇幅的限制，我只讲解了猜数游戏相关的话题，并将重点放在了输入的获取上。下一篇，我将讲解客户端与服务器通信的过程，会涉及到HTTP协议，如果你没有学过计算机网络，那也不要紧，在这里，我推荐这本书《图解HTTP》。了解了HTTP相关的知识后，学习Web开发也会变得更加容易，如果你无法找到这本书的电子版本，出于学习或者研究的目的，可以向我咨询。

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