Go语言 io包基本接口详解

2021-12-22 本文已影响0人漫漫Coding路

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前言

IO 操作是我们在编程中不可避免会遇到的，例如读写文件，Go语言的 io 包中提供了相关的接口，定义了相应的规范，不同的数据类型可以根据规范去实现相应的方法，提供更加丰富的功能。

Go 语言提倡小接口 + 接口组合的方式，来扩展程序的行为以及增加程序的灵活性。io代码包恰恰就可以作为这样的一个标杆，它可以成为我们运用这种技巧时的一个参考标准。

上一篇文章，我们学习了io包中的四个核心接口，本篇文章我们来学习下多个基本接口！

ReaderFrom

io.ReaderFrom 接口定义了 ReadFrom 方法，用于从一个 Reader 中读取数据

入参：Reader r
返回值：n为读取的字节数，err 为读取过程中遇到的error

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

方法功能详解

该方法从 Reader r 中读取数据，直到读到文件末尾（EOF）或者遇到其他 error
返回的 n 就是读取的字节数

WriterTo

io.WriteTo 接口定义了 WriteTo 方法，用于将数据写入到一个 Writer 中

入参：Writer w
返回值：n为写入的字节数，err 为写入过程中遇到的 error

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

方法功能详解

该方法将数据写入到 w 中，直到没有数据可写或者遇到error
返回的 n 就是写入的字节数

ReaderAt

io.ReaderAt 接口定义了 ReadAt 方法，用于从指定位置读取数据

入参：读取的起始位置 off，读取后写入字节数组 p
返回值：n 为成功读取的字节数，err为读取过程中遇到的 error

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

方法功能详解

方法从指定的偏移量位置 off 开始读取指定的数据，然后至多读取 len(p) 个字节，写入字节数组 p
返回成功读取的字节量 n，以及遇到的 error
当该方法返回的 n < len(p) 时，即读取的数据没有将字节数组p填充满，返回的 err != nil，在这一点上，ReadAt方法要比 Read方法严格（Read方法规定遇到n<len(p)，本次调用可以返回 err=nil，然后在下一次调用时返回err!=nil ）
即使方法返回的 n < len(p)，也可能会占用整个字节数组 p 作为暂存空间
如果数据可用，但是不够 len（p）个字节，ReadAt 方法会阻塞，直到所有数据可用或者遇到 error，这一点也与 Read 方法不同
如果方法返回的 n=len(p)，并且此时正好读取到了文件末尾，ReadAt 可以返回 err = EOF 或者 err = nil。如果返回的 err 为 nil的话，下次就一定返回 EOF 了。

不能影响seek offset

如果 ReadAt 方法的入参 off 是由 seek 方法计算得到的，ReadAt 方法不能修改 off 的值

可并行

对于同一个数据源，可以并行调用 ReadAt 方法读取数据

方法实现需注意

实现该方法后，一定不要持有字节数组p（不能保存 p 的地址，用于其他地方）

WriteAt

io.WriterAt 接口定义了 WriteAt 方法，将字节数组 p 中的数据，从文件 off 偏移量开始写入到文件中

入参：字节数组p，文件开始写处的偏移量 off
返回值：成功写入的字节数 n，写入过程中遇到的error err

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

方法功能详解

方法将字节数组 p 中的 len(p) 个字节，从文件 off 位置开始，写入到文件中。
方法返回成功写入的字节个数n (0 <= n <= len(p)) ，以及是否遇到 error
如果 n < len(p)，方法必须返回 err!=nil

不能影响offset

如果 WriteAt 方法的入参 off 是由 seek 方法计算得到的，ReadAt 方法不能修改 off 的值

可并行

对于同一个数据源，如果写入的范围不重叠，可以并行调用 WriteAt 方法写数据

方法实现需注意

实现该方法后，一定不要持有字节数组p（不能保存 p 的地址，用于其他地方）

ByteReader

io.ByteReader 接口定义了 ReadByte 方法，用于读取一个字节

返回值：读取的一个字节，以及可能遇到的 error

type ByteReader interface {
   ReadByte() (byte, error)
}

方法功能详解

方法读取底层数据流的下一个字节，然后返回该字节，同时返回对应的error
如果方法读取过程中遇到error，不会消费底层数据的一个字节，相当于当前读取的位置不会变

ByteScanner

ByteScanner 是 ByteReader 接口和 UnreadByte 方法的组合，因此该组合接口包含了两个方法，一个 ReadByte，一个 UnreadByte。从名字我们也可以看出来，ReadByte 是读取一个字节，UnreadByte 是回退一个字节。

type ByteScanner interface {
   ByteReader
   UnreadByte() error
}

方法功能详解

在调用一次 ReadByte 之后，如果调用一次 UnreadByte，那么下次再调用 ReadByte 方法得到的值，和第一次调用 ReadByte 应该一样，也就是回退了一个位置。
如果连续两次调用 UnreadByte，中间没有调用 ReadByte，可能会产生 error (这里说的可能，比如从文件开始读取一次，然后两次回退，那么回退到的位置可能就不合法了，具体还是依赖实现方法定义)

ByteWriter

io.ByteWriter 接口定义了 WriteByte 方法，用于向底层文件写入一个字节，然后返回写入过程产生的 error

type ByteWriter interface {
    WriteByte(c byte) error
}

RuneReader

io.RuneReader 接口定义了 ReadRune 方法，读取一个 UTF-8 字符。UTF-8 是一种变长编码规则，从 1 到 4 个字节不等，比如一个字母占一个字节，中文每个字符占用 3 个字节。ReadRune 每次读出的是一个完整的编码字符，比如读汉字，每次就会读出一个汉字。

type RuneReader interface {
    ReadRune() (r rune, size int, err error)
}

RuneScanner

类似 ByteScanner，RuneScanner 也是个组合接口，提供了 UnreadRune 方法，可以回退一个 rune。如果连续两次调用 UnreadRune 方法，可能会产生error。

type RuneScanner interface {
    RuneReader
    UnreadRune() error
}

StringWriter

io.StringWriter 接口定义了 WriteString 方法，用于将字符串 s 写入底层的数据流中，返回写入成功的字节数 n，以及可能产生的 error

// StringWriter is the interface that wraps the WriteString method.
type StringWriter interface {
   WriteString(s string) (n int, err error)
}

总结

本篇文章介绍了 io包中的十个基本接口及对应的方法：

ReaderFrom: 定义了 ReadFrom 方法，从 Reader 中读取数据
WriterTo: 定义了 WriteTo 方法，向 Writer 中写入数据
ReaderAt: 定义了 ReadAt 方法，从指定位置读取数据
WriterAt: 定义了 WriteAt 方法，从指定位置写入数据
ByteReader: 定义了 ReadByte 方法，读取一个字节
ByteScanner: 组合接口，除了ReadByte 方法，定义了 UnreadByte 方法，用于回退一个字节
ByteWriter：定义了 WriteByte 方法，向文件写入一个字节
RuneReader: 定义了 ReadRune 方法，读取一个 UTF-8 字符
RuneScanner: 组合接口，除了 ReadRune 方法，定义了 UnreadRune 方法，用于回退一个 rune
StringWriter: 定义了 WriteString 方法，用于向文件写入一个字符串

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Go语言 io包基本接口详解

前言

ReaderFrom

WriterTo

ReaderAt

WriteAt

ByteReader

ByteScanner

ByteWriter

RuneReader

RuneScanner

StringWriter

总结

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