Go系列教程（三十五） | 读取文件(Read file)

晒春风
日期 : 2021-07-19
类别 : Go系列教程
标签 : File

文件读取是所有编程语言中最常见的操作之一。本教程我们会学习如何使用 Go 读取文件。

本教程分为如下小节。

将整个文件读取到内存
- 使用绝对文件路径
- 使用命令行标记来传递文件路径
- 将文件绑定在二进制文件中
分块读取文件
逐行读取文件

将整个文件读取到内存

将整个文件读取到内存是最基本的文件操作之一。这需要使用 ioutil 包中的 ReadFile 函数。

让我们在 Go 程序所在的目录中，读取一个文件。我已经在 GOPATH（译注：原文是 GOROOT，应该是笔误）中创建了文件夹，在该文件夹内部，有一个文本文件 test.txt，我们会使用 Go 程序 filehandling.go 来读取它。test.txt 包含文本 “Hello World. Welcome to file handling in Go”。我的文件夹结构如下：

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src
    filehandling
        filehandling.go
        test.txt

接下来我们来看看代码。

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package main

import (
    "fmt"
    "io/ioutil"
)

func main() {
    data, err := ioutil.ReadFile("test.txt")
    if err != nil {
        fmt.Println("File reading error", err)
        return
    }
    fmt.Println("Contents of file:", string(data))
}

由于无法在 playground 上读取文件，因此请在你的本地环境运行这个程序。

在上述程序的第 9 行，程序会读取文件，并返回一个字节切片，而这个切片保存在 data 中。在第 14 行，我们将 data 转换为 string，显示出文件的内容。

请在 test.txt 所在的位置运行该程序。

例如，对于 linux/mac，如果 test.txt 位于 /home/naveen/go/src/filehandling，可以使用下列步骤来运行程序。

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$ cd /home/naveen/go/src/filehandling/
$ go install filehandling
$ workspacepath/bin/filehandling

对于 windows，如果 test.txt 位于 C:\Users\naveen.r\go\src\filehandling，则使用下列步骤。

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> cd C:\Users\naveen.r\go\src\filehandling
> go install filehandling
> workspacepath\bin\filehandling.exe

该程序会输出：

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Contents of file: Hello World. Welcome to file handling in Go.

如果在其他位置运行这个程序（比如 /home/userdirectory），会打印下面的错误。

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File reading error open test.txt: The system cannot find the file specified.

这是因为 Go 是编译型语言。go install 会根据源代码创建一个二进制文件。二进制文件独立于源代码，可以在任何位置上运行。由于在运行二进制文件的位置上没有找到 test.txt，因此程序会报错，提示无法找到指定的文件。

有三种方法可以解决这个问题。

使用绝对文件路径
使用命令行标记来传递文件路径
将文件绑定在二进制文件中

让我们来依次介绍。

1. 使用绝对文件路径

要解决问题，最简单的方法就是传入绝对文件路径。我已经修改了程序，把路径改成了绝对路径。

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package main

import (
    "fmt"
    "io/ioutil"
)

func main() {
    data, err := ioutil.ReadFile("/home/naveen/go/src/filehandling/test.txt")
    if err != nil {
        fmt.Println("File reading error", err)
        return
    }
    fmt.Println("Contents of file:", string(data))
}

现在可以在任何位置上运行程序，打印出 test.txt 的内容。

例如，可以在我的家目录运行。

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$ cd $HOME
$ go install filehandling
$ workspacepath/bin/filehandling

该程序打印出了 test.txt 的内容。

看似这是一个简单的方法，但它的缺点是：文件必须放在程序指定的路径中，否则就会出错。

2. 使用命令行标记来传递文件路径

另一种解决方案是使用命令行标记来传递文件路径。使用 flag 包，我们可以从输入的命令行获取到文件路径，接着读取文件内容。

首先我们来看看 flag 包是如何工作的。flag 包有一个名为 String 的函数。该函数接收三个参数。第一个参数是标记名，第二个是默认值，第三个是标记的简短描述。

让我们来编写程序，从命令行读取文件名。将 filehandling.go 的内容替换如下：

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package main
import (
    "flag"
    "fmt"
)

func main() {
    fptr := flag.String("fpath", "test.txt", "file path to read from")
    flag.Parse()
    fmt.Println("value of fpath is", *fptr)
}

在上述程序中第 8 行，通过 String 函数，创建了一个字符串标记，名称是 fpath，默认值是 test.txt，描述为 file path to read from。这个函数返回存储 flag 值的字符串变量的地址。

在程序访问 flag 之前，必须先调用 flag.Parse()。

在第 10 行，程序会打印出 flag 值。

使用下面命令运行程序。

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wrkspacepath/bin/filehandling -fpath=/path-of-file/test.txt

我们传入 /path-of-file/test.txt，赋值给了 fpath 标记。

该程序输出：

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value of fpath is /path-of-file/test.txt

这是因为 fpath 的默认值是 test.txt。

现在我们知道如何从命令行读取文件路径了，让我们继续完成我们的文件读取程序。

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

func main() {
    fptr := flag.String("fpath", "test.txt", "file path to read from")
    flag.Parse()
    data, err := ioutil.ReadFile(*fptr)
    if err != nil {
        fmt.Println("File reading error", err)
        return
    }
    fmt.Println("Contents of file:", string(data))
}

在上述程序里，命令行传入文件路径，程序读取了该文件的内容。使用下面命令运行该程序。

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wrkspacepath/bin/filehandling -fpath=/path-of-file/test.txt

请将 /path-of-file/ 替换为 test.txt 的真实路径。该程序将打印：

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Contents of file: Hello World. Welcome to file handling in Go.

3. 将文件绑定在二进制文件中

虽然从命令行获取文件路径的方法很好，但还有一种更好的解决方法。如果我们能够将文本文件捆绑在二进制文件，岂不是很棒？这就是我们下面要做的事情。

有很多包可以帮助我们实现。我们会使用 packr，因为它很简单，并且我在项目中使用它时，没有出现任何问题。

第一步就是安装 packr 包。

在命令提示符中输入下面命令，安装 packr 包。

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go get -u github.com/gobuffalo/packr/...

packr 会把静态文件（例如 .txt 文件）转换为 .go 文件，接下来，.go 文件会直接嵌入到二进制文件中。packer 非常智能，在开发过程中，可以从磁盘而非二进制文件中获取静态文件。在开发过程中，当仅仅静态文件变化时，可以不必重新编译。

我们通过程序来更好地理解它。用以下内容来替换 handling.go 文件。

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package main

import (
    "fmt"

    "github.com/gobuffalo/packr"
)

func main() {
    box := packr.NewBox("../filehandling")
    data := box.String("test.txt")
    fmt.Println("Contents of file:", data)
}

在上面程序的第 10 行，我们创建了一个新盒子（New Box）。盒子表示一个文件夹，其内容会嵌入到二进制中。在这里，我指定了 filehandling 文件夹，其内容包含 test.txt。在下一行，我们读取了文件内容，并打印出来。

在开发阶段时，我们可以使用 go install 命令来运行程序。程序可以正常运行。packr 非常智能，在开发阶段可以从磁盘加载文件。

使用下面命令来运行程序。

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go install filehandling
workspacepath/bin/filehandling

该命令可以在其他位置运行。packr 很聪明，可以获取传递给 NewBox 命令的目录的绝对路径。

该程序会输出：

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Contents of file: Hello World. Welcome to file handling in Go.

你可以试着改变 test.txt 的内容，然后再运行 filehandling。可以看到，无需再次编译，程序打印出了 test.txt 的更新内容。完美！ :smile:

现在我们来看看如何将 test.txt 打包到我们的二进制文件中。我们使用 packr 命令来实现。

运行下面的命令：

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packr install -v filehandling

它会打印：

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building box ../filehandling
packing file filehandling.go
packed file filehandling.go
packing file test.txt
packed file test.txt
built box ../filehandling with ["filehandling.go" "test.txt"]
filehandling

该命令将静态文件绑定到了二进制文件中。

在运行上述命令之后，使用命令 workspacepath/bin/filehandling 来运行程序。程序会打印出 test.txt 的内容。于是从二进制文件中，我们读取了 test.txt 的内容。

如果你不知道文件到底是由二进制还是磁盘来提供，我建议你删除 test.txt，并在此运行 filehandling 命令。你将看到，程序打印出了 test.txt 的内容。太棒了:D。我们已经成功将静态文件嵌入到了二进制文件中。

分块读取文件

在前面的章节，我们学习了如何把整个文件读取到内存。当文件非常大时，尤其在 RAM 存储量不足的情况下，把整个文件都读入内存是没有意义的。更好的方法是分块读取文件。这可以使用 bufio 包来完成。

让我们来编写一个程序，以 3 个字节的块为单位读取 test.txt 文件。如下所示，替换 filehandling.go 的内容。

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package main

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

func main() {
    fptr := flag.String("fpath", "test.txt", "file path to read from")
    flag.Parse()

    f, err := os.Open(*fptr)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer func() {
        if err = f.Close(); err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
    }()
    r := bufio.NewReader(f)
    b := make([]byte, 3)
    for {
        _, err := r.Read(b)
        if err != nil {
            fmt.Println("Error reading file:", err)
            break
        }
        fmt.Println(string(b))
    }
}

在上述程序的第 15 行，我们使用命令行标记传递的路径，打开文件。

在第 19 行，我们延迟了文件的关闭操作。

在上面程序的第 24 行，我们新建了一个缓冲读取器（buffered reader）。在下一行，我们创建了长度和容量为 3 的字节切片，程序会把文件的字节读取到切片中。

第 27 行的 Read 方法会读取 len(b) 个字节（达到 3 字节），并返回所读取的字节数。当到达文件最后时，它会返回一个 EOF 错误。程序的其他地方比较简单，不做解释。

如果我们使用下面命令来运行程序：

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$ go install filehandling
$ wrkspacepath/bin/filehandling -fpath=/path-of-file/test.txt

会得到以下输出：

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Hel
lo
Wor
ld.
 We
lco
me
to
fil
e h
and
lin
g i
n G
o.
Error reading file: EOF

逐行读取文件

本节我们讨论如何使用 Go 逐行读取文件。这可以使用 bufio 来实现。

请将 test.txt 替换为以下内容。

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Hello World. Welcome to file handling in Go.
This is the second line of the file.
We have reached the end of the file.

逐行读取文件涉及到以下步骤。

打开文件；
在文件上新建一个 scanner；
扫描文件并且逐行读取。

将 filehandling.go 替换为以下内容。

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package main

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

func main() {
    fptr := flag.String("fpath", "test.txt", "file path to read from")
    flag.Parse()

    f, err := os.Open(*fptr)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer func() {
        if err = f.Close(); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    }()
    s := bufio.NewScanner(f)
    for s.Scan() {
        fmt.Println(s.Text())
    }
    err = s.Err()
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

在上述程序的第 15 行，我们用命令行标记传入的路径，打开文件。在第 24 行，我们用文件创建了一个新的 scanner。第 25 行的 Scan() 方法读取文件的下一行，如果可以读取，就可以使用 Text() 方法。

当 Scan 返回 false 时，除非已经到达文件末尾（此时 Err() 返回 nil），否则 Err() 就会返回扫描过程中出现的错误。

如果我使用下面命令来运行程序：

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$ go install filehandling
$ workspacepath/bin/filehandling -fpath=/path-of-file/test.txt

程序会输出：

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Hello World. Welcome to file handling in Go.
This is the second line of the file.
We have reached the end of the file.

本教程到此结束。希望你能喜欢，祝你愉快。