Learning Perl 学习笔记 Ch5 输入与输出

1. Perl中的文件句柄File handler就像名字所说明的那样，是指操作文件的handler而非文件本身

2. Perl预定义了六种文件句柄，STDIN 标准输入流、 STDOUT 标准输出流、 STDERR 标准错误流、ARGV 参数列表、 DATA 和 ARGVOUT，只要不和系统预定义的句柄重名，用户可以定义自己的文件句柄，句柄名字推荐使用全大写表示

3. STDIN 默认指向用户的键盘，STDOUT 和STDERR 默认指向显示器，但他们都可以被重定向到指定的文件

4. 打开文件句柄：因为Perl并不能直接操作文件，只能通过调用操作系统API操作文件，所以除了预定义的文件句柄之外，用户自己定义的文件句柄必须显式的打开才能使用。打开文件句柄的方式有以下几种：
   -- 默认的打开 （可读也可写）open TXTFILE, "test.txt"
   -- 只读的打开 open TXTFILE, "<test.txt"
   -- 覆写的打开 open TXTFILE, ">test.txt" 存在就覆盖，不存在则创建
   -- 追加的打开 open TXTFILE, ">>test.txt" 存在就追加，不存在则创建

• 文件名也可以用变量来替代:
  demo5-1：

#! /usr/bin/perl 
my $test = "test.txt";
my $success = open TXTFILE, "<$test";
if($success){
    print "success\n";
}else{
    print "failed\n";
}

• 运行结果：（先创建一个名为test.txt的空文件）

./demo5-1
success

5. 关闭文件句柄：显式地用close FILEHANDLER关闭文件句柄会通知操作系统立刻刷新输出缓冲区，然后关闭对文件的访问。用open打开一个重名文件句柄也会关闭之前已打开的文件句柄

6. 使用文件句柄：

   • 从用户定义的文件句柄中读取和从标准输入流中读取没什么区别，使用一对尖括号<>将文件句柄括起来，就像这样<TXTFILE>
   • 往用户定义的文件句柄中写入稍有不同，需要在print之后显式的指定文件句柄print TXTFILE "Write into this file from Perl successfully", 而且就像代码里展示的那样，句柄和输入的内容之间没有逗号
     demo5-2：

#! /usr/bin/perl
if(! open NEWFILE, ">new.txt"){
    die "Open new.txt to write failed:$!";
}
print NEWFILE "Write into NEWFILE successfully: ".localtime();
close NEWFILE;

if(! open OLDFILE, "<new.txt"){
    die "Open new.txt for reading failed:$!";
}
@input = <OLDFILE>;
print "Read from new.txt:\n";
print "@input\n";
close OLDFILE;

• 运行结果

./demo5-2
Read from new.txt:
Write into NEWFILE successfully: Tue Mar 26 17:02:22 2019

7. 标准输入流：用文件句柄来理解标准输入流就简单多了，<STDIN>只不过是一个默认从键盘获取输入的文件句柄而已。标准输入流<STDIN>既可以重定向从其他文件里获取输入，用户定义的文件句柄也可以指向从键盘获取输入。所以唯一的不同似乎只有标准输入流定义了更多的默认行为，而且在使用标准输入流之前不用open来显式打开它
   • 将标准输入流重定向到文件：open STDIN, "<test.txt" 这种方式实际是复用Perl预置的文件句柄
   • 将用户定义的文件句柄指向键盘输入：open USER, "<&1"
demo5-3:

#! /usr/bin/perl
open USER, "<&1";
print "User input:".<USER>;

当执行demo5-3时，它讲等待用户输入一行，然后回显用户的输入内容，就像使用<STDIN>一样!

8. 当读取文件句柄（包括标准输入流）和循环结合，有两种形式的循环结构至少在结果上看是一样的：
   foreach循环：

foreach (<STDIN>){
  print $_;
}

while循环：

while (<STDIN>){
  print $_;
}

他们都将回显所有用户输入的内容，直到用户按下Ctrl-D结束输入。
但是，foreach循环是一次性将文件句柄中的所有内容存储到内存中的列表里，然后用$_遍历该列表，而while一次从文件句柄中只读取一行到内存中的$_变量，然后打印出来，当文件句柄指向的文件特别大时，这种差别所引起的性能差异将会被明显放大

9. 钻石操作符<>, 调用参数和@ARGV数组, 在之前的例子中，钻石操作符用来从文件句柄中获取输入，不管这个句柄是用户定义的，还是Perl预置的，他们的行为都是一样的。除了标准输入/输出/错误流三个预置文件句柄外，Perl还定义了ARGV句柄和@ARGV数组来存储Perl程序的调用参数
   demo5-4

#! /usr/bin/perl
foreach(@ARGV){
  print "$_\n";
}

执行：（这里的a.out, b.cpp, c.txt是三个不存在的文件）

./demo5-4 a.out b.cpp c.txt
a.out
b.cpp
c.txt

demo5-4将@ARGV中的内容逐行输出到屏幕上，而@ARGV中的内容恰好就是调用demo5-4时的参数

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现在换成<ARGV>文件句柄试一下
demo5-5：

#! /usr/bin/perl
foreach(<ARGV>){
  print "$_\n";
}

用同样的方式执行：（这里的a.out, b.cpp, c.txt是三个不存在的文件）

./demo5-5 a.out b.cpp c.txt
Can't open a.out: No such file or directory at ./demo5-5 line 2.
Can't open b.cpp: No such file or directory at ./demo5-5 line 2.
Can't open c.txt: No such file or directory at ./demo5-5 line 2.

很显然，demo5-5尝试去打开我传入的文件名，而且失败了。这说明 <ARGV>句柄不同与@ARGV数组，@ARGV只是单纯地将调用参数保存起来，而<ARGV>则认为你的调用参数是你指定的输入源，并且尝试将其打开，这是因为<ARGV>的本质是文件句柄File Handler，所以它的默认动作就是操作文件，不管这个“文件”是存储在磁盘上还是用户的键盘和显示器。
这种差别的意义在于：如果我想写一个类似cat的程序将调用参数指定的文件内容输出到显示器上，那我应该使用<ARGV>，如果我错误的使用了@ARGV，那我只能在显式器上看到我输入的参数。但如果我想写一个汇率计算程序，将调用时传入的美元换算成人民币， 那我就应该使用@ARGV，因为$109.9并不是一个合法的文件名，<ARGV>无法打开它，而且我们需要的是调用参数的字面值。

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现在修改demo5-1使用过的test.txt文件，新增如下内容

This is a test file.
This is the second line of the file.

然后再次运行demo5-5：

./demo5-5 test.txt
This is a test file.

This is the second line of the file.

注意到这里的换行，因为程序里print 命令打印了换行符，而文件内也有换行符，如果只想打印一次换行，需要在循环体内用chomp删掉文件里的换行符

10. 文件句柄的默认行为：当钻石操作符没有指定文件句柄时，默认指向ARGV，而没有调用参数时ARGV则默认指向标准输入流。
    demo5-6:

#! /usr/bin/perl
foreach(<>){
  print "$_\n";
}

用如下四种方式调用：

1. "./demo5-6" 程序将读取键盘的输入（未重定向的标准输入流），直到按下ctrl+D来结束，然后依次在屏幕打印键盘的输入内容

2. "./demo5-6 test.txt" 和"./demo5-5 test.txt"的效果相同，程序将读取test.txt文件中的内容，然后逐行打印到屏幕上，并加上额外的换行符。这里指定了test.txt作为程序新的输入源，而不再使用标准输入流（也就是键盘）

3. "./demo5-6 <test.txt" 程序读取test.txt中的内容，然后打印到屏幕上

4. "./demo5-6 -" 和无调用参数的"./demo5-6"效果相同，ARGV的参数列表里"-"就表示标准输入流，可见ARGV的默认行为是标准输入流

将此程序改写为
demo5-7:

#! /usr/bin/perl
foreach(<STDIN>){
  print "$_\n";
}

这里指定了要从标准输入流STDIN中进行读取，同样用上面的三种方式进行验证:

1. "./demo5-7" 和之前相同，程序将读取键盘的输入，直到按下ctrl+D来结束，然后依次在屏幕打印键盘的输入内容

2. "./demo-7 test.txt" 程序读取键盘的输入，然后打印到屏幕上。虽然这里传入了test.txt作为调用参数，但因为程序里使用的是标准输入流STDIN而不是ARGV，所以仍然使用标准输入流（也就是键盘）作为输入源

3. "./demo5-7 <test.txt" 不同于第2种方式，程序没有读取键盘的输入，而是读取了test.txt中的内容，然后打印到屏幕上。这里用test.txt取代键盘，成为标准输入流，对于Perl程序来说，依然是从标准输入流中获取输入，只是操作系统将标准输入流的内容替换了，相当于实现了隐式的标准输入流重定向，而这个过程对Perl程序是透明的。

但是在./demo5-6 <test.txt时发生了什么呢？
修改demo5-6：
demo5-8:

#! /usr/bin/perl
open STDIN, "<&1";
foreach(<>){
  print "$_\n";
}

在代码第一行把标准输入流STDIN重定向到键盘输入"<1&",
再尝试调用

1. "./demo5-8 test.txt" 打印文件内容，说明此时并没有读取标准输入流STDIN

2. "./demo5-8 <test.txt" 回显用户输入，说明使用符号`<`时发生了系统重定向

• 第一种调用方式因为有参数，所以ARGV并没有读取标准输入流的内容
• 第二种方式实际是无参数调用Perl程序，并且系统将标准输入流重定向到text.txt文件。这里是用到了Unix的管道功能，把test.txt的内容通过管道传递给了Perl程序，而这个过程对Perl是透明的，所以除非在代码里显式的将STDIN指回键盘，否则就会从管道中读取，而在这个过程中，Perl一直在读取标准输入流中的内容，虽然它并不清楚标准输入流中的内容来自哪里。

11. 格式化输出printf ：

• "%10s", 10表示占位，s表示字符串，printf基本是从C语言移植过来的，所以基本语法相同
• 可以用一个标量存储格式化内容，再用printf输出，比如：

$input = <STDIN>
$num = 10;
$format = "%${num}s";
printf $format, $input

$format = "%${num}s";使用了变量内插
需要注意$input = <STDIN>没有调用chomp函数，如果是从键盘读取输入，此时$input里包含换行符，在printf进行格式化输出时也会占用占位符的位置

• %%和% 似乎没什么区别，
• print “@array” 会在元素之间加上空格， 这里其实是在标量上下文中应用数组，所以数组在被转成标量时在数组元素之间加上了空格，print @array则会一个接一个的输出数组中的元素，这就是print在列表上下文中的标准做法

12. die

• $0 程序名：实际上是命令行的第一个参数，只不过它一般是程序名，而且不保存在@ARGV 参数列表里
• $! 系统诊断信息
• die默认会打印行号，除非在最后加上换行符\n

demo5-9:

#! /usr/bin/perl -w
use strict;
if(@ARGV == 0){
die "No way Man\n";
}
if(@ARGV == 1){
die "$0 Cannot run";
}
our $success = open FILE, "$ARGV[1]";
if(! $success){
die "fail open file $ARGV[2]:$!";
}
foreach(<FILE>){
print "Line:",$_;
}

用三种方式调用的结果如下：
无参调用：

# ./demo5-9
No way Man

一个参数调用

# ./demo5-9 test.txt
./demo5-1 Cannot run at ./demo5-1 line7.

两个参数调用

#  ./demo5-9 test.txt test.txt
Line: This is a test file.
Line: This is the second line of the file.

这里没有使用钻石运算符<>，而是使用了一个文件句柄打开文件输入，效果是一样的。