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在这章中将介绍 Go 中与外部通讯的通讯模块。将会了解文件、目录、网络通讯和运行其他程序。Go 的 I/O 核心是接口 io.Reader 和 io.Writer。

在 Go 中，从文件读取（或写入）是非常容易的。程序只需要使用 os 包就可以从文件 /etc/passwd 中读取数据。

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接下来展示了如何做到这点：

  1. 打开文件，os.Open 返回一个实现了 io.Reader 和 io.Writer 的 *os.File；
  2. 确保关闭了 f；
  3. 一次读取 1024 字节；
  4. 到达文件末尾；
  5. 将内容写入 os.Stdout

如果想要使用缓冲 IO，则有 bufio 包：

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0 .打开文件；

  1. 转换 f 为有缓冲的 Reader。NewReader 需要一个 io.Reader，因此或许你认为这会出错。但其实不会。任何有 Read() 函数就实现了这个接口。同时，从列表 7.1可以看到，*os.File 已经这样做了；

  2. 从 Reader 读取，而向 Writer 写入，然后向屏幕输出文件。

io.Reader

在前面已经提到 io.Reader 接口对于 Go 语言来说非常重要。许多（如果不是全部的话）函数需要通过 io.Reader 读取一些数据作为输入。为了满足这个接口，只需要实现一个方法：Read(p []byte) (n int, err error)。写入则是（你可能已经猜到了）实现了 Write 方法的 io.Writer。如果你让自己的程序或者包中的类型实现了 io.Reader 或者 io.Writer 接口，那么整个 Go 标准库都可以使用这个类型！

一些例子

前面的程序将整个文件读出，但是通常情况下会希望一行一行的读取。下面的片段展示了如何实现：

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更加通用（但是也更加复杂）的方法是 ReadLine，参阅包 bufio 的文档了解更多内容。

在 shell 脚本中通常遇到的场景是需要检查某个目录是否存在，如果不存在，就创建一个。

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这两个例子的相似之处展示了 Go 拥有的“脚本” 化特性，例如，用 Go 编写程序感觉上类似使用动态语言（Python、Ruby、Perl 或者 PHP）。

命令行参数

来自命令行的参数在程序中通过字符串 slice os.Args 获取，导入包 os 即可。flag 包有着精巧的接口，同样提供了解析标识的方法。这个例子是一个 DNS 查询工具：

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0 .定义 bool 标识，-dnssec。变量必须是指针，否则 package 无法设置其值；

  1. 类似的，port 选项；
  2. 简单的重定义Usage 函数，有点罗嗦；
  3. 指定的每个标识，PrintDefaults 将输出帮助信息；
  4. 解析标识，并填充变量。

当参数被解析之后，就可以使用它们：

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执行命令

os/exec 包有函数可以执行外部命令，这也是在 Go 中主要的执行命令的方法。通过定义一个有着数个方法的*exec.Cmd 结构来使用。

执行 ls -l：

import "os/exec"
cmd := exec.Command("/bin/ls", "-l")
err := cmd.Run()

上面的例子运行了 “ls -l”，但是没有对其返回的数据进行任何处理，通过如下方法从命令行的标准输出中获得信息：

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网络

所有网络相关的类型和函数可以在 net 包中找到。这其中最重要的函数是 Dial。当 Dial 到远程系统，这个函数返回 Conn 接口类型，可以用于发送或接收信息。函数 Dial 简洁的抽象了网络层和传输层。因此 IPv4 或者 IPv6，TCP 或者 UDP 可以共用一个接口。

通过 TCP 连接到远程系统（端口 80），然后是 UDP，最后是 TCP 通过 IPv6，大致是这样：

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如果没有错误（由e 返回），就可以使用conn 从套接字中读写。在包net 中的原始定义是：

// Read reads data from the connection.
Read(b []byte)(n int, err error)

这使得 conn 成为了 io.Reader。

// Write writes data to the connection.
Write(b []byte)(n int, err error)

这同样使得 conn 成为了 io.Writer，事实上 conn 是 io.ReadWriter。

但是这些都是隐含的低层 c，通常总是应该使用更高层次的包。例如 http 包。一个简单的 http Get 作为例子：

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0 .需要的导入；

  1. 使用 http 的 Get 获取 html；
  2. 错误处理；
  3. 将整个内容读入 b；
  4. 如果一切 OK 的话，打印内容。

练习

Q28. (2) 进程

  1. 编写一个程序，列出所有正在运行的进程，并打印每个进程执行的子进程个数。输出应当类似：
Pid 0 has 2 children: [1 2]
Pid 490 has 2 children: [1199 26524]
Pid 1824 has 1 child: [7293]
  • 为了获取进程列表，需要得到 ps -e -opid,ppid,comm 的输出。输出类似：
PID PPID COMMAND
9024 9023 zsh
19560 9024 ps
  • 如果父进程有一个子进程， 就打印 child， 如果多于一个， 就打印 children；
  • 进程列表要按照数字排序，这样就以 pid 0 开始，依次展示。这里有一个 Perl 版本的程序来帮助上手（或者造成绝对的混乱）。

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Q29. (0) 单词和字母统计

1 .编写一个从标准输入中读取文本的小程序，并进行下面的操作：

  1. 计算字符数量（包括空格）；
  2. 计算单词数量；
  3. 计算行数。

换句话说，实现一个 wc(1)（参阅本地的手册页面），然而只需要从标准输入读取。

Q30. (0) Uniq

  1. 编写一个 Go 程序模仿 Unix 命令 uniq 的功能。程序应当像下面这样运行，提供一个下面这样的列表： 
'a' 'b' 'a' 'a' 'a' 'c' 'd' 'e' 'f' 'g'

它将打印出没有后续重复的项目： 

'a' 'b' 'a' 'c' 'd' 'e' 'f'

下面列出的 7.8 是 Perl 实现的算法。

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Q31. (2) Quine Quine 是一个打印自己的程序。

  1. 用 Go 编写一个 Quine 程序。

Q32. (1) Echo 服务

  1. 编写一个简单的 echo 服务。使其监听于本地的 TCP 端口 8053 上。它应当可以读取一行（以换行符结尾），将这行原样返回然后关闭连接。
  2. 让这个服务可以并发，这样每个请求都可以在独立的 goroutine 中进行处理。

Q33. (2) 数字游戏

  • 从列表中随机选择六个数字：

1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 25; 50; 75; 100

数字可以多次被选中；

  • 从 1 : : : 1000 中选择一个随机数i；

  • 尝试用先前的六个数字（或者其中的几个）配合运算符+，􀀀， 和/，计算出 i；

例如，选择了数字：1，6，7，8，8 和 75。并且 i 为 977。可以用许多方法来实现，其中一种：

((((1  6)  8) + 75)  8) 􀀀 7 = 977

或者

(8  (75 + (8  6))) 􀀀 (7/1) = 977

  1. 实现像这样的数字游戏。使其打印像上面那样格式的结果（也就是说，输出应当是带有括号的中序表达式）
  2. 计算全部可能解，并且全部显示出来（或者仅显示有多少个）。在上面的例子中，有 544 种方法。

Q34. (1) *Finger 守护进程

  1. 编写一个 finger 守护进程，可以工作于 finger(1) 命令。来自 Debian 的包描述：

Fingerd 是一个基于 RFC 1196 [28] 的简单的守护进程，它为许多站点提供了 “finger” 程序的接口。这个程序支持返回一个友好的、面向用户的系统或用户当前􂱥况的详细报告。

最基本的只需要支持用户名参数。如果用户有 .plan 文件，则显示该文件内容。因此程序需要能够提供：

  • 用户存在吗？
  • 如果用户存在，显示 .plan 文件的内容。

答案

A28. (2) 进程

1 .有许多工作需要做。可以将程序分为以下几个部分：

  1. 运行 ps 获得输出；
  2. 解析输出并保存每个 PPID 的子 PID；
  3. 排序 PPID 列表；
  4. 打印排序后的列表到屏幕。

在下面的解法中，使用了一个 map[int][]int，就是一个使用整数作为 map 的索引，元素是整数的 slice ——用于保存 PID。内建的 append 被用于扩展这个整数的 slice。

程序清单：

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A29. (0) 单词和字母统计

  1. 下面是 wc(1) 的一种实现。

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0 .Start a new reader that reads from standard input;

  1. Read a line from the input;
  2. If we received an error, we assume it was because of a EOF. So we print thecurrent values;
  3. Otherwise we count the charaters, words and increment the lines.

A30. (0) Uniq

  1. 下面是 uniq 的 Go 实现.

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A31. (2) Quine

下面是来自 Russ Cox 提交在 Go Nuts 邮件列表上的解决方案。

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A32. (1) Echo 服务

  1. 一个简单的 echo 服务器是这样：

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当运行起来的时候可以看到如下内容：

% nc 127.0.0.1 8053
Go is *awesome*
Go is *awesome*
  1. 为了使其能够并发处理链接，只需要修改一行代码，就是：
i f c, err := l.Accept() ; err == nil { Echo(c) }

改为：

i f c, err := l.Accept() ; err == nil { go Echo(c) }

A33. (2) 数字游戏

  1. 下面的是一种可能的解法。它使用了递归和回溯来得到答案。

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  1. 开始运行 permrec 时，输入 977 作为第一个参数：

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A34. (1) *Finger 守护进程

这是来自 Fabian Becker 的解决方案。

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