golang：数据IO对象以及操作

左手的ㄟ右手 2023-02-16 14:26 5阅读 0赞

在golang中，几乎所有的数据结构都围绕接口展开，接口是golang中所有数据结构的核心。在实际开发中，无论是web 应用程序，还是控制台输入输出，又或者是网络操作，都不可避免的会遇到 I/O 操作。

golang标准库的bufio中，实现了对数据 I/O 接口的缓冲功能。这些功能封装于接口 io.ReadWriter、io.Reader 和 io.Writer 中，并对应创建了 ReadWriter、Reader 或 Writer 对象，在提供缓冲的同时实现了一些文本基本 I/O 操作功能。

# ReadWriter 对象 #

ReadWriter 对象可以对数据 I/O 接口 io.ReadWriter 进行输入输出缓冲操作，ReadWriter 结构定义如下：

type ReadWriter struct {
        
        *Reader
        *Writer
    }

默认情况下，ReadWriter 对象中存放了一对 Reader 和 Writer 指针，它同时提供了对数据 I/O 对象的读写缓冲功能。

可以使用 NewReadWriter() 函数创建 ReadWriter 对象，该函数的功能是根据指定的 Reader 和 Writer 创建一个 ReadWriter 对象，ReadWriter 对象将会向底层 io.ReadWriter 接口写入数据，或者从 io.ReadWriter 接口读取数据。该函数原型声明如下：

func NewReadWriter(r *Reader, w *Writer) *ReadWriter

在函数 NewReadWriter() 中，参数 r 是要读取的来源 Reader 对象，参数 w 是要写入的目的 Writer 对象。

# Reader 对象 #

Reader 对象可以对数据 I/O 接口 io.Reader 进行输入缓冲操作，Reader 结构定义如下：

type Reader struct {
        
        //contains filtered or unexported fields
    )

默认情况下 Reader 对象没有定义初始值，输入缓冲区最小值为 16。当超出限制时，另创建一个二倍的存储空间。

## 创建 Reader 对象 ##

可以创建 Reader 对象的函数一共有两个，分别是 NewReader() 和 NewReaderSize()，下面分别介绍。

### 1) NewReader() 函数 ###

NewReader() 函数的功能是按照缓冲区默认长度创建 Reader 对象，Reader 对象会从底层 io.Reader 接口读取尽量多的数据进行缓存。该函数原型如下：

func NewReader(rd io.Reader) *Reader

其中，参数 rd 是 io.Reader 接口，Reader 对象将从该接口读取数据。

### NewReaderSize() 函数 ###

NewReaderSize() 函数的功能是按照指定的缓冲区长度创建 Reader 对象，Reader 对象会从底层 io.Reader 接口读取尽量多的数据进行缓存。该函数原型如下：

func NewReaderSize(rd io.Reader, size int) *Reader

其中，参数 rd 是 io.Reader 接口，参数 size 是指定的缓冲区字节长度。

## 操作 Reader 对象 ##

操作 Reader 对象的方法共有 11 个，分别是 Read()、ReadByte()、ReadBytes()、ReadLine()、ReadRune ()、ReadSlice()、ReadString()、UnreadByte()、UnreadRune()、Buffered()、Peek()，下面分别介绍。

### Read() 方法 ###

Read() 方法的功能是读取数据，并存放到字节切片 p 中。Read() 执行结束会返回已读取的字节数，因为最多只调用底层的 io.Reader 一次，所以返回的 n 可能小于 len§，当字节流结束时，n 为 0，err 为 io. EOF。该方法原型如下：

func (b *Reader) Read(p []byte) (n int, err error)

在方法 Read() 中，参数 p 是用于存放读取数据的字节切片。示例代码如下：

package main
    
    import (
    	"bufio"
    	"bytes"
    	"fmt"
    )
    
    func main() {
        
    	data := []byte("中文aa");
    	rd := bytes.NewBuffer(data)
    	r := bufio.NewReader(rd)
    	var buf [129]byte
    	n, err := r.Read(buf[:])
    	fmt.Println(string(buf[:n]), n, err)
    }

![在这里插入图片描述][1df7054eeb774d7fb98488504db66669.png]

### ReadByte() 方法 ###

ReadByte() 方法的功能是读取并返回一个字节，如果没有字节可读，则返回错误信息。该方法原型如下：

func (b *Reader) ReadByte() (c byte,err error)

示例代码如下：

package main
    
    import (
    	"bufio"
    	"bytes"
    	"fmt"
    )
    
    func main() {
        
    	data := []byte("aa中文aa");
    	rd := bytes.NewBuffer(data)
    	r := bufio.NewReader(rd)
    
    	c, err := r.ReadByte()
    	fmt.Println(string(c), err)
    }

![在这里插入图片描述][75aaf0a32c0141b88597213553837154.png]

### ReadBytes() 方法 ###

ReadBytes() 方法的功能是读取数据直到遇到第一个分隔符“delim”，并返回读取的字节序列（包括“delim”）。如果 ReadBytes 在读到第一个“delim”之前出错，它返回已读取的数据和那个错误（通常是 io.EOF）。只有当返回的数据不以“delim”结尾时，返回的 err 才不为空值。该方法原型如下：

package main
    
    import (
    	"bufio"
    	"bytes"
    	"fmt"
    )
    
    func main() {
        
    	data := []byte("aa中文aa, ert");
    	rd := bytes.NewBuffer(data)
    	r := bufio.NewReader(rd)
    	
    	c, err := r.ReadBytes(',')
    	fmt.Println(string(c), err)
    
    
    
    	c, err = r.ReadBytes('/')
    	fmt.Println(string(c), err)
    }

![在这里插入图片描述][e2837dc0654f46c2a1bc13946e6ffde2.png]

### ReadLine() 方法 ###

ReadLine() 是一个低级的用于读取一行数据的方法，大多数调用者应该使用 ReadBytes(’\\n’) 或者 ReadString(’\\n’)。ReadLine 返回一行，不包括结尾的回车字符，如果一行太长（超过缓冲区长度），参数 isPrefix 会设置为 true 并且只返回前面的数据，剩余的数据会在以后的调用中返回。

当返回最后一行数据时，参数 isPrefix 会置为 false。返回的字节切片只在下一次调用 ReadLine 前有效。ReadLine 会返回一个非空的字节切片或一个错误，方法原型如下：

func (b *Reader) ReadLine() (line []byte, isPrefix bool, err error)

示例代码如下：

package main
    import (
        "bufio"
        "bytes"
        "fmt"
    )
    func main() {
        
        data := []byte("Golang is a beautiful language. \r\n I like it!")
        rd := bytes.NewReader(data)
        r := bufio.NewReader(rd)
        line, prefix, err := r.ReadLine()
        fmt.Println(string(line), prefix, err)
    }

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### ReadRune() 方法 ###

ReadRune() 方法的功能是读取一个 UTF-8 编码的字符，并返回其 Unicode 编码和字节数。如果编码错误，ReadRune 只读取一个字节并返回 unicode.ReplacementChar(U+FFFD) 和长度 1。该方法原型如下：

func (b *Reader) ReadRune() (r rune, size int, err error)

示例代码如下：

package main
    import (
    	"bufio"
    	"bytes"
    	"fmt"
    )
    func main() {
        
    	data := []byte("语言中文网")
    	rd := bytes.NewReader(data)
    	r := bufio.NewReader(rd)
    	ch, size, err := r.ReadRune()
    	fmt.Println(string(ch), size, err)
    }

![在这里插入图片描述][86b528b484434fb689b237e99160956e.png]

### ReadSlice() ###

ReadSlice() 方法的功能是读取数据直到分隔符“delim”处，并返回读取数据的字节切片，下次读取数据时返回的切片会失效。如果 ReadSlice 在查找到“delim”之前遇到错误，它返回读取的所有数据和那个错误（通常是 io.EOF）。

如果缓冲区满时也没有查找到“delim”，则返回 ErrBufferFull 错误。ReadSlice 返回的数据会在下次 I/O 操作时被覆盖，大多数调用者应该使用 ReadBytes 或者 ReadString。只有当 line 不以“delim”结尾时，ReadSlice 才会返回非空 err。该方法原型如下：

func (b *Reader) ReadSlice(delim byte) (line []byte, err error)

其中，参数 delim 用于指定分割字节。示例代码如下：

package main
    import (
    	"bufio"
    	"bytes"
    	"fmt"
    )
    func main() {
        
    	data := []byte("C语言中文网, Go语言入门教程")
    	rd := bytes.NewReader(data)
    	r := bufio.NewReader(rd)
    	var delim byte = ','
    	line, err := r.ReadSlice(delim)
    	fmt.Println(string(line), err)
    	line, err = r.ReadSlice(delim)
    	fmt.Println(string(line), err)
    	line, err = r.ReadSlice(delim)
    	fmt.Println(string(line), err)
    }

![在这里插入图片描述][ad5b178dc56c41388fafee440c3a2551.png]

### ReadString() 方法 ###

ReadString() 方法的功能是读取数据直到分隔符“delim”第一次出现，并返回一个包含“delim”的字符串。如果 ReadString 在读取到“delim”前遇到错误，它返回已读字符串和那个错误（通常是 io.EOF）。只有当返回的字符串不以“delim”结尾时，ReadString 才返回非空 err。该方法原型如下：

func (b *Reader) ReadString(delim byte) (line string, err error)

其中，参数 delim 用于指定分割字节。示例代码如下：

package main
    import (
        "bufio"
        "bytes"
        "fmt"
    )
    func main() {
        
        data := []byte("C语言中文网, Go语言入门教程")
        rd := bytes.NewReader(data)
        r := bufio.NewReader(rd)
        var delim byte = ','
        line, err := r.ReadString(delim)
        fmt.Println(line, err)
    }

![在这里插入图片描述][347048e9f34d4a6bb787b80097693f80.png]

### UnreadByte() 方法 ###

UnreadByte() 方法的功能是取消已读取的最后一个字节（即把字节重新放回读取缓冲区的前部）。只有最近一次读取的单个字节才能取消读取。该方法原型如下：

func (b *Reader) UnreadByte() error

### UnreadRune() 方法 ###

UnreadRune() 方法的功能是取消读取最后一次读取的 Unicode 字符。如果最后一次读取操作不是 ReadRune，UnreadRune 会返回一个错误（在这方面它比 UnreadByte 更严格，因为 UnreadByte 会取消上次任意读操作的最后一个字节）。该方法原型如下：

func (b *Reader) UnreadRune() error

### Buffered() 方法 ###

Buffered() 方法的功能是返回可从缓冲区读出数据的字节数, 示例代码如下：

package main
    import (
        "bufio"
        "bytes"
        "fmt"
    )
    func main() {
        
        data := []byte("Go语言入门教程")
        rd := bytes.NewReader(data)
        r := bufio.NewReader(rd)
        var buf [14]byte
        n, err := r.Read(buf[:])
        fmt.Println(string(buf[:n]), n, err)
        rn := r.Buffered()
        fmt.Println(rn)
        n, err = r.Read(buf[:])
        fmt.Println(string(buf[:n]), n, err)
        rn = r.Buffered()
        fmt.Println(rn)
    }

![在这里插入图片描述][861449dd6a784a8b8b65e490895f03c3.png]

### Peek() 方法 ###

Peek() 方法的功能是读取指定字节数的数据，这些被读取的数据不会从缓冲区中清除。在下次读取之后，本次返回的字节切片会失效。如果 Peek 返回的字节数不足 n 字节，则会同时返回一个错误说明原因，如果 n 比缓冲区要大，则错误为 ErrBufferFull。该方法原型如下：

func (b *Reader) Peek(n int) ([]byte, error)

在方法 Peek() 中，参数 n 是希望读取的字节数。示例代码如下：

package main
    import (
        "bufio"
        "bytes"
        "fmt"
    )
    func main() {
        
        data := []byte("Go语言入门教程")
        rd := bytes.NewReader(data)
        r := bufio.NewReader(rd)
        bl, err := r.Peek(8)
        fmt.Println(string(bl), err)
        bl, err = r.Peek(14)
        fmt.Println(string(bl), err)
        bl, err = r.Peek(20)
        fmt.Println(string(bl), err)
    }

![在这里插入图片描述][0c1bcd0357e3415c880682e44d326edc.png]

# Writer对象 #

Writer 对象可以对数据 I/O 接口 io.Writer 进行输出缓冲操作，Writer 结构定义如下：

type Writer struct {
        
        //contains filtered or unexported fields
    }

默认情况下 Writer 对象没有定义初始值，如果输出缓冲过程中发生错误，则数据写入操作立刻被终止，后续的写操作都会返回写入异常错误。

## 创建 Writer 对象 ##

创建 Writer 对象的函数共有两个分别是 NewWriter() 和 NewWriterSize()，下面分别介绍一下。

## 1) NewWriter() 函数 ##

NewWriter() 函数的功能是按照默认缓冲区长度创建 Writer 对象，Writer 对象会将缓存的数据批量写入底层 io.Writer 接口。该函数原型如下：

func NewWriter(wr io.Writer) *Writer

其中，参数 wr 是 io.Writer 接口，Writer 对象会将数据写入该接口。

### 2) NewWriterSize() 函数 ###

NewWriterSize() 函数的功能是按照指定的缓冲区长度创建 Writer 对象，Writer 对象会将缓存的数据批量写入底层 io.Writer 接口。该函数原型如下：

func NewWriterSize(wr io.Writer, size int) *Writer

其中，参数 wr 是 io.Writer 接口，参数 size 是指定的缓冲区字节长度。

## 操作 Writer 对象 ##

操作 Writer 对象的方法共有 7 个，分别是 Available()、Buffered()、Flush()、Write()、WriteByte()、WriteRune() 和 WriteString() 方法，下面分别介绍。

### 1) Available() 方法 ###

Available() 方法的功能是返回缓冲区中未使用的字节数，该方法原型如下：

func (b *Writer) Available() int

示例代码如下：

package main
    import (
        "bufio"
        "bytes"
        "fmt"
    )
    func main() {
        
        wr := bytes.NewBuffer(nil)
        w := bufio.NewWriter(wr)
        p := []byte("C语言中文网")
        fmt.Println("写入前未使用的缓冲区为：", w.Available())
        w.Write(p)
        fmt.Printf("写入%q后，未使用的缓冲区为：%d\n", string(p), w.Available())
    }

运行结果如下：  
![在这里插入图片描述][4a210054a1e3468a9cddb599967315c0.png]

### 2) Buffered() 方法 ###

Buffered() 方法的功能是返回已写入当前缓冲区中的字节数，该方法原型如下：

func (b *Writer) Buffered() int

示例代码如下：

package main
    import (
        "bufio"
        "bytes"
        "fmt"
    )
    func main() {
        
        wr := bytes.NewBuffer(nil)
        w := bufio.NewWriter(wr)
        p := []byte("C语言中文网")
        fmt.Println("写入前未使用的缓冲区为：", w.Buffered())
        w.Write(p)
        fmt.Printf("写入%q后，未使用的缓冲区为：%d\n", string(p), w.Buffered())
        w.Flush()
        fmt.Println("执行 Flush 方法后，写入的字节数为：", w.Buffered())
    }

![在这里插入图片描述][21a9d980277c4fb591786935a17d2ce7.png]

### 3) Flush() 方法 ###

Flush() 方法的功能是把缓冲区中的数据写入底层的 io.Writer，并返回错误信息。如果成功写入，error 返回 nil，否则 error 返回错误原因。该方法原型如下：

func (b *Writer) Flush() error

示例代码如下：

package main
    import (
        "bufio"
        "bytes"
        "fmt"
    )
    func main() {
        
        wr := bytes.NewBuffer(nil)
        w := bufio.NewWriter(wr)
        p := []byte("C语言中文网")
        w.Write(p)
        fmt.Printf("未执行 Flush 缓冲区输出 %q\n", string(wr.Bytes()))
        w.Flush()
        fmt.Printf("执行 Flush 后缓冲区输出 %q\n", string(wr.Bytes()))
    }

![在这里插入图片描述][e16e2640ac374df3a24dd44f5924fa2d.png]

### 4) Write() 方法 ###

Write() 方法的功能是把字节切片 p 写入缓冲区，返回已写入的字节数 nn。如果 nn 小于 len§，则同时返回一个错误原因。该方法原型如下：

func (b *Writer) Write(p []byte) (nn int, err error)

其中，参数 p 是要写入的字节切片。示例代码如下：

package main
    import (
        "bufio"
        "bytes"
        "fmt"
    )
    func main() {
        
        wr := bytes.NewBuffer(nil)
        w := bufio.NewWriter(wr)
        p := []byte("C语言中文网")
        n, err := w.Write(p)
        w.Flush()
        fmt.Println(string(wr.Bytes()), n, err)
    }

![在这里插入图片描述][875f58b71d214efc8aa60c13016f23eb.png]

### 5) WriteByte() 方法 ###

WriteByte() 方法的功能是写入一个字节，如果成功写入，error 返回 nil，否则 error 返回错误原因。该方法原型如下：

func (b *Writer) WriteByte(c byte) error

其中，参数 c 是要写入的字节数据，比如 ASCII 字符。示例代码如下：

package main
    import (
        "bufio"
        "bytes"
        "fmt"
    )
    func main() {
        
        wr := bytes.NewBuffer(nil)
        w := bufio.NewWriter(wr)
        var c byte = 'G'
        err := w.WriteByte(c)
        w.Flush()
        fmt.Println(string(wr.Bytes()), err)
    }

运行结果如下：  
![在这里插入图片描述][219b883b09c7499c9fe5d519b8df1d50.png]

### 6) WriteRune() 方法 ###

WriteRune() 方法的功能是以 UTF-8 编码写入一个 Unicode 字符，返回写入的字节数和错误信息。该方法原型如下：

func (b *Writer) WriteRune(r rune) (size int,err error)

其中，参数 r 是要写入的 Unicode 字符。示例代码如下：

package main
    import (
        "bufio"
        "bytes"
        "fmt"
    )
    func main() {
        
        wr := bytes.NewBuffer(nil)
        w := bufio.NewWriter(wr)
        var r rune = 'G'
        size, err := w.WriteRune(r)
        w.Flush()
        fmt.Println(string(wr.Bytes()), size, err)
    }

运行结果如下：  
![在这里插入图片描述][219b883b09c7499c9fe5d519b8df1d50.png]

### WriteString() 方法 ###

WriteString() 方法的功能是写入一个字符串，并返回写入的字节数和错误信息。如果返回的字节数小于 len(s)，则同时返回一个错误说明原因。该方法原型如下：

func (b *Writer) WriteString(s string) (int, error)

其中，参数 s 是要写入的字符串。示例代码如下：

package main
    import (
        "bufio"
        "bytes"
        "fmt"
    )
    func main() {
        
        wr := bytes.NewBuffer(nil)
        w := bufio.NewWriter(wr)
        s := "C语言中文网"
        n, err := w.WriteString(s)
        w.Flush()
        fmt.Println(string(wr.Bytes()), n, err)
    }

在这里插入图片描述

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