Golang：I/O 操作，千万不要小瞧这些知识点

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I/O 操作也叫输入输出操作。其中 I 是指 Input，O 是指 Output，用于读或者写数据的，有些语言中也叫流操作，是指数据通信的通道。
Golang 标准库对 IO 的抽象非常精巧，各个组件可以随意组合，可以作为接口设计的典范。

io 包

io 包中提供 I/O 原始操作的一系列接口。它主要包装了一些已有的实现，如 os 包中的那些，并将这些抽象成为实用性的功能和一些其他相关的接口。
在 io 包中最重要的是两个接口：Reader 和 Writer 接口，首先来介绍这读的操作。

Reader 接口的定义，Read() 方法用于读取数据。

type Reader interface {
    Read(p []byte) (n int, err error)
}

Read 将 len(p) 个字节读取到 p 中。它返回读取的字节数 n（0 <= n <= len(p)）以及任何遇到的错误。即使 Read 返回的 n < len(p)，它也会在调用过程
中使用 p 的全部作为暂存空间。若一些数据可用但不到 len(p) 个字节，Read 会照例返回可用的东西，而不是等待更多。
当 Read 在成功读取 n > 0 个字节后遇到一个错误或 EOF 情况，它就会返回读取的字节数，这种一般情况的一个例子就是 Reader 在输入流结束时会返回一个非零的字节数，可能的返回不是 err == EOF 就是 err == nil。无论如何，下一个 Read 都应当返回 0、EOF。
调用者应当总在考虑到错误 err 前处理 n > 0 的字节。这样做可以在读取一些字节，以及允许的 EOF 行为后正确地处理 I/O 错误。
Read 的实现会阻止返回零字节的计数和一个 nil 错误，调用者应将这种情况视作空操作。

ReaderFrom接口的定义，封装了基本的 ReadFrom 方法。

type ReaderFrom interface {
    ReadFrom(r Reader) (n int64, err error)
}

ReadFrom 从 r 中读取数据到对象的数据流中，直到 r 返回 EOF 或 r 出现读取错误为止，返回值 n 是读取的字节数，返回值 err 就是 r 的返回值 err。

定义ReaderAt接口，ReaderAt 接口封装了基本的 ReadAt 方法

type ReaderAt interface {
    ReadAt(p []byte, off int64) (n int, err error)
}

ReadAt 从对象数据流的 off 处读出数据到 p 中，忽略数据的读写指针，从数据的起始位置偏移 off 处开始读取，如果对象的数据流只有部分可用，不足以填满 p，则 ReadAt 将等待所有数据可用之后，继续向 p 中写入，直到将 p 填满后再返回。
在这点上 ReadAt 要比 Read 更严格，返回读取的字节数 n 和读取时遇到的错误，如果 n < len(p)，则需要返回一个 err 值来说明，为什么没有将 p 填满（比如 EOF），如果 n = len(p)，而且对象的数据没有全部读完，则 err 将返回 nil，如果 n = len(p)，而且对象的数据刚好全部读完，则 err 将返回 EOF 或者 nil（不确定）

文件读取

file 类是在 os 包中的，封装了底层的文件描述符和相关信息，同时封装了 Read 和 Write 的实现。

func (f *File) Read(b []byte) (n int, err error)
//Read 方法从f中读取最多 len(b) 字节数据并写入 b。它返回读取的字节数和可能遇到的任何错误。文件终止标志是读取 0 个字节且返回值 err 为 io.EOF。

func (f *File) ReadAt(b []byte, off int64) (n int, err error)
//ReadAt 从指定的位置（相对于文件开始位置）读取 len(b) 字节数据并写入 b。它返回读取的字节数和可能遇到的任何错误。当 n 小于len(b) 时，本方法总是会返回错误；如果是因为到达文件结尾，返回值 err 会是 io.EOF。

实例代码

读取文件中的数据：

package main

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

func main() {
    /*
    读取数据：
        Reader接口：
            Read(p []byte)(n int, error)
     */
     //读取本地 aa.txt 文件中的数据
     //step1：打开文件
     fileName := "/Users/ruby/Documents/pro/a/aa.txt"
     file,err := os.Open(fileName)
     if err != nil{
        fmt.Println("err:",err)
        return
     }
     //step3：关闭文件
     defer file.Close()

     //step2：读取数据
     bs := make([]byte,4,4)
     /*
     //第一次读取
     n,err :=file.Read(bs)
     fmt.Println(err) //
     fmt.Println(n) //4
     fmt.Println(bs) //[97 98 99 100]
    fmt.Println(string(bs)) //abcd

    //第二次读取
    n,err = file.Read(bs)
    fmt.Println(err)//
    fmt.Println(n)//4
    fmt.Println(bs) //[101 102 103 104]
    fmt.Println(string(bs)) //efgh

    //第三次读取
    n,err = file.Read(bs)
    fmt.Println(err) //
    fmt.Println(n) //2
    fmt.Println(bs) //[105 106 103 104]
    fmt.Println(string(bs)) //ijgh

    //第四次读取
    n,err = file.Read(bs)
    fmt.Println(err) //EOF
    fmt.Println(n) //0
     */
     n := -1
     for{
        n,err = file.Read(bs)
        if n == 0 || err == io.EOF{
            fmt.Println("读取到了文件的末尾，结束读取操作。。")
            break
        }
        fmt.Println(string(bs[:n]))
     }
}

io包中的write

Writer 接口的定义，Write() 方法用于写出数据。

type Writer interface {
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

Write 将 len(p) 个字节从 p 中写入到基本数据流中。它返回从 p 中被写入的字节数 n（0 <= n <= len(p)）以及任何遇到的引起写入提前停止的错误。若 Write 返回的 n < len(p)，它就必须返回一个非 nil 的错误。Write 不能修改此切片的数据，即便它是临时的。

Seeker接口的定义，封装了基本的 Seek 方法。

type Seeker interface {
    Seek(offset int64, whence int) (int64, error)
}

Seeker 用来移动数据的读写指针，Seek 设置下一次读写操作的指针位置，每次的读写操作都是从指针位置开始的。
whence 的含义：
如果 whence 为 0：表示从数据的开头开始移动指针
如果 whence 为 1：表示从数据的当前指针位置开始移动指针
如果 whence 为 2：表示从数据的尾部开始移动指针
offset 是指针移动的偏移量
返回移动后的指针位置和移动过程中遇到的任何错误
WriterTo接口的定义，封装了基本的 WriteTo 方法。

type WriterTo interface {
    WriteTo(w Writer) (n int64, err error)
}

WriterTo 将对象的数据流写入到 w 中，直到对象的数据流全部写入完毕或遇到写入错误为止。返回值 n 是写入的字节数，返回值 err 就是 w 的返回值 err。

定义WriterAt接口，WriterAt 接口封装了基本的 WriteAt 方法

type WriterAt interface {
    WriteAt(p []byte, off int64) (n int, err error)
}

WriteAt 将 p 中的数据写入到对象数据流的 off 处，忽略数据的读写指针，从数据的起始位置偏移 off 处开始写入，返回写入的字节数和写入时遇到的错误。如果 n < len(p)，则必须返回一个 err 值来说明为什么没有将 p 完全写入

文件写入

file 类是在 os 包中的，封装了底层的文件描述符和相关信息，同时封装了 Read 和 Write 的实现。

func (f *File) Write(b []byte) (n int, err error)
//Write向文件中写入len(b)字节数据。它返回写入的字节数和可能遇到的任何错误。如果返回值n!=len(b)，本方法会返回一个非nil的错误。

func (f *File) WriteString(s string) (ret int, err error)
//WriteString类似Write，但接受一个字符串参数。

func (f *File) WriteAt(b []byte, off int64) (n int, err error)
//WriteAt在指定的位置（相对于文件开始位置）写入len(b)字节数据。它返回写入的字节数和可能遇到的任何错误。如果返回值n!=len(b)，本方法会返回一个非nil的错误。

func (f *File) Seek(offset int64, whence int) (ret int64, err error)
//Seek设置下一次读/写的位置。offset为相对偏移量，而whence决定相对位置：0为相对文件开头，1为相对当前位置，2为相对文件结尾。它返回新的偏移量（相对开头）和可能的错误。

func (f *File) Sync() (err error)
//Sync递交文件的当前内容进行稳定的存储。一般来说，这表示将文件系统的最近写入的数据在内存中的拷贝刷新到硬盘中稳定保存。

实例代码

写出数据到本地文件：

package main

import (
    "os"
    "fmt"
    "log"
)

func main() {
    /*
    写入数据：
     */

     fileName := "/Users/ruby/Documents/pro/a/ab.txt"
    //step1：打开文件
    //step2：写出数据
    //step3：关闭文件
    //file,err := os.Open(fileName)
    file,err := os.OpenFile(fileName,os.O_CREATE|os.O_WRONLY|os.O_APPEND,os.ModePerm)
    if err != nil{
        fmt.Println(err)
        return
    }
    defer file.Close()

    //写出数据
    //bs :=[]byte{65,66,67,68,69,70}//A,B,C,D,E,F
    bs :=[] byte{97,98,99,100} //a,b,c,d
    //n,err := file.Write(bs)
    n,err := file.Write(bs[:2])
    fmt.Println(n)
    HandleErr(err)
    file.WriteString("\n")

    //直接写出字符串
    n,err = file.WriteString("HelloWorld")
    fmt.Println(n)
    HandleErr(err)

    file.WriteString("\n")
    n,err =file.Write([]byte("today"))
    fmt.Println(n)
    HandleErr(err)

}

func HandleErr(err error){
    if err != nil{
        log.Fatal(err)
    }
}

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