一文掌握 Go 文件的读取和写入操作

2023-10-15 23:11:50 浏览数 (2)

Go 文件的读取操作

os 包 和 bufio 包

Go 标准库的 os 包,为我们提供很多操作文件的函数,如 Open(name) 打开文件、Create(name) 创建文件等函数,与之对应的是 bufio 包,os 包是直接对磁盘进行操作的,而 bufio 包则是带有缓冲的操作,不用每次都去操作磁盘。

os.Open 与 os.OpenFile 以及 File.Read

  • Open(name string) (*File, error) 通过 文件名文件路径 文件名 的形式打开一个文件,此文件只能用于读操作,如果文件不存在则返回 PathError
    • 参数 name文件名文件路径 文件名
    • 返回值 *File 为一个 File 结构体的指针类型,通过指针可以对文件进行读写等操作。
    • 返回值 error 为打开文件的过程中产生的错误。
  • OpenFile(name string, flag int, perm FileMode) (*File, error) 通过指定 文件名文件路径 文件名、文件操作模式、文件权限三个参数打开一个文件,之后可对此文件进行读写操作。
    • 参数 name文件名文件路径 文件名
    • 参数 flag 为指定文件操作模式,可选值有 O_RDONLY → 只读操作、O_WRONLY → 只写操作、O_RDWR → 读写操作、O_APPEND → 写入时向文件追加数据、O_CREATE → 如果不存在,则创建一个新文件等。
    • 参数 perm 参数表示文件的模式和权限,例如 0666 为读写权限。如果对文件权限所对应的数字不了解,可以去学习一下。
    • 返回值 *File 为一个 File 结构体的指针类型,通过指针可以对文件进行读写等操作。
    • 返回值 error 为打开文件的过程中产生的错误。
  • File.Read(b []byte) (n int, err error) 读取与 b 等长度的字节,并存储到 b 里面。 - 参数 b 为一个切片数组,用于指定读取长度和存储字节数据。 - 返回值 n 为所读取字节的长度。 - 返回值 error 为读取字节的过程中产生的错误。读取文件操作
代码语言:go复制
import (
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	file, err := os.Open("1.txt")
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}
	defer file.Close()
	data := make([]byte, 11)
	count, err := file.Read(data)
	if err != nil {
		return
	}
	fmt.Println("字节数据:", data)          // [72 101 108 108 111 32 119 111 114 108 100]
	fmt.Println("字符串数据:", string(data)) // Hello world
	fmt.Println("所获取字节的长度:", count)     // 11
}

执行结果:

代码语言:txt复制
字节数据: [72 101 108 108 111 32 119 111 114 108 100]
字符串数据: Hello world
所获取字节的长度: 11
  • 首先通过 Open 函数打开 1.txt 文件,用 file 变量接收,默认为可读模式;
  • 然后创建一个长度为 11 的字节切片,接着通过 file 变量的方法 Read 读取长度为 11 的字节数据。os.Open("1.txt") 等价于 os.OpenFile("1.txt", os.O_RDONLY, 0)
  • 最后打印读取到的数据,文件操作完毕之后,需要关闭文件 file.Close()

bufio.NewReader 和 Reader.ReadString

读取文件,建议使用 bufio.NewReaderReader.ReadString,减少磁盘的操作。

  • NewReader(rd io.Reader) *Reader 获取一个有缓冲区的 Reader 指针变量,缓冲区默认大小为 4096 字节。通过变量可以对数据进行读操作。
    • 参数 rd 为一个接口,实现这个接口的数据类型变量都可以作为参数,例如上面提到的 File
    • 返回值 *ReaderReader 结构体的指针,通过指针可以读取缓冲区的数据。
  • ReadString(delim byte) (string, error) 读取数据,直到第一次遇到分隔符 delim 为止。读取过程中发生错误会返回 EOF 错误信息。
    • 参数 delim 为分隔符,每次读取时遇到分隔符就会终止。
    • 第一个返回值为所读取的内容,内容包括分隔符。
    • 第二个返回值为读取过程中产生的错误信息。

读取文件操作

1.txt 文件的内容为:

代码语言:txt复制
Hello world
Hello Golang
Hello Gopher
代码语言:go复制
import (
	"bufio"
	"fmt"
	"io"
	"os"
	"strings"
)

func main() {
	file, err := os.OpenFile("1.txt", os.O_RDONLY, 0)
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}
	defer file.Close()
	reader := bufio.NewReader(file)
	for {
		if lineData, err := reader.ReadString('n'); err != nil {
			if err == io.EOF {
				// 因为是以换行符为分隔符,如果最后一行没有换行符,那么返回 io.EOF 错误时,也是可能读到数据的,因此判断一下是否读到了数据
				if len(lineData) > 0 {
					fmt.Println(lineData)
				}
				break
			}
		} else {
			fmt.Println(strings.TrimRight(lineData, "n"))
		}
	}
}

执行结果:

代码语言:txt复制
Hello World
Hello Golang
Hello Gopher
  • 首先通过 OpenFile 函数打开 1.txt 文件,用 file 变量接收,指定为可读模式;
  • 然后通过 NewReader 函数创建一个缓冲区,将默认长度的字节读取到缓冲区中;
  • 接着通过 Reader 结构体的方法 ReadString,以 n 为分隔符,按行读取数据,然后打印数据。
  • 其中有一个注意点就是,因为是以换行符为分隔符,如果最后一行没有换行符,那么返回 io.EOF 错误时,也是可能读到数据的,因此需要判断一下是否读到了数据。

Go 文件的写入操作

File.Write、File.WriteString、File.WriteAt

  • File.Write(b []byte) (n int, err error) 直接操作磁盘往文件里写入数据,写入单位为字节。
    • b 参数:写入的数据,类型为字节切片。
    • 返回值 n:写入的字节数。
    • 返回值 err:写入数据的过程中产生的错误。
  • File.WriteString(s string) (n int, err error) 直接操作磁盘往指定文件里写入数据,写入单位为字符串。
    • s 参数:写入的字符串数据。
    • 返回值 n:写入的字节数。
    • 返回值 err:写入数据的过程中产生的错误。
  • File.WriteAt(b []byte, off int64) (n int, err error) 从指定位置 off 往文件里顺序写入数据,如果某个偏移量上有数据,则会覆盖。
    • b 参数:写入的数据,类型为字节切片。
    • off 参数:偏移量,从此位置开始写入数据。
    • 返回值 n:写入的字节数。
    • 返回值 err:写入数据的过程中产生的错误。

文件写入操作

代码语言:go复制
import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    file, err := os.OpenFile("test.txt", os.O_CREATE, 0)
    if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
    }
    defer file.Close()
    count, err := file.Write([]byte{'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'W', 'o', 'r', 'l', 'd', 'n'})
    if err != nil {
            return
    }
    fmt.Printf("写入了 %d 字节n", count)
    count, err = file.WriteString("Hello Golang")
    if err != nil {
            return
    }
    fmt.Printf("写入了长度为 %d 的字符串n", count)
    count, err = file.WriteAt([]byte{'x', 'x', 'x', 'x', 'x', 'x', 'x', 'x', 'x', 'x', 'x'}, 0)
    if err != nil {
            return
    }
    fmt.Printf("写入了 %d 字节n", count)
}
  • 首先打开 test.txt 文件,指定的模式为 os.O_CREATE,如果文件不存在则会自动创建;
  • 然后通过 Write 方法以字符的形式往文件里写入 Hello Worldn 的内容;
  • 接着通过 WriteString 方法以字符串的形式往文件里写入 Hello Golang 内容;此时文件里的内容如下所示:
代码语言:txt复制
Hello World
Hello Golang
  • 最后通过 WriteAt 方法,指定从偏移量为 0 的位置开始写入数据 xxxxxxxxxxx,由于 0 以及之后位置都有数据,因此原有数据被覆盖了。最后文件的内容为:
代码语言:txt复制
xxxxxxxxxxx
Hello Golang

File.Seek

  • File.Seek(offset int64, whence int) 相对于开头位置或当前位置或末尾位置,将设置当前读或写的偏移量设置为 offset
    • offset 参数:所要设置的偏移量。
    • whence:相对于哪个位置开始设置偏移量的标志,可选值为 0 → 开头位置,1 → 当前位置,2 → 末尾位置。

应用

代码语言:go复制
import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    file, err := os.OpenFile("test.txt", os.O_CREATE, 0)
    if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
    }
    defer file.Close()
    _, err = file.WriteString("G0lang")
    if err != nil {
            return
    }
    _, err = file.Seek(1, 0)
    if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
    }
    _, err = file.Write([]byte{'o'})
    if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
    }
}
  • 打开 test.txt 文件,指定的模式为 os.O_CREATE,如果文件不存在则会自动创建;
  • 使用 WriteString 方法往文件里写入 G0lang 字符串;
  • 此时发现第二个字符错了,0 应该改成 o;此时的偏移量是指向尾部的;使用 Seek 方法将偏移量移到第二个位置,然后写入字符 o,由于当前位置已有数据 0,因此 o 将会覆盖 0

bufio.NewWriter、Writer.WriteString、Writer.Flush

如果需要多次执行写入文件的操作,推荐使用 bufio 里的 Writer 结构体去操作,它会开辟一个缓冲区,默认大小为 4096 字节。在数据没有被刷入磁盘之前,所写入的数据都会暂时保存到缓冲区里。

  • NewWriter(w io.Writer) *Writer 开辟一个默认值为 4096 字节的缓冲区,用于暂存写入文件的数据内容,返回一个 Writer 结构体的指针变量
    • w 参数:类型为 Writer 接口,实现这个接口的数据类型变量都可以作为参数,例如 File
    • 返回值 *Writer:一个 Writer 结构体的指针变量,通过该变量可以往缓冲区里写入数据。
  • Writer.WriteString(s string) (int, error) 往缓冲区写入内容的方法。
    • 参数 s 为写入的字符串。
    • 第一个返回值为写入的字节数。
    • 第二个返回值为写入数据的过程中产生的错误。
  • Writer.Flush() error 将所有的缓存数据写入磁盘。
    • 返回值为数据写入磁盘的过程中产生的错误。

文件写入操作

代码语言:go复制
import (
    "bufio"
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    file, err := os.OpenFile("test.txt", os.O_CREATE, 0)
    if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
    }
    defer file.Close()
    writer := bufio.NewWriter(file)
    _, err = writer.WriteString("Hello Worldn")
    if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
    }
    _, err = writer.WriteString("Hello Golangn")
    if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
    }
    _, err = writer.WriteString("Hello Gophern")
    if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
    }
    writer.Flush()
}
  • 首先打开 test.txt 文件,指定的模式为 os.O_CREATE,如果文件不存在则会自动创建;
  • 然后使用 NewWriter 函数获取一个 Writer 结构体的指针变量 writer
  • 接着通过 writerWriteString 方法将内容保存到缓冲区里;
  • 最后调用 Flush 方法,将所有的缓存数据写入磁盘。

小结

文件的读取操作推荐 bufio 包里的 NewReader 函数和 Reader 结构体的方法 ReadString,能减少对磁盘的操作,高效读取数据。

文件的写入操作推荐 bufio.NewWriterWriter.WriteStringWriter.Flush,使用它们代替 File 结构体里的写入方法,可以不用频繁操作磁盘,提高写入效率。

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