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基础标准库

简述

Go语言的标准库覆盖网络、系统、加密、编码、图形等各个方面，可以直接使用标准库的 http 包进行 HTTP 协议的收发处理；网络库基于高性能的操作系统通信模型（Linux 的 epoll、Windows 的 IOCP）；所有的加密、编码都内建支持，无需要再从第三方开发者处获取；Go 语言的编译器也是标准库的一部分，通过词法器扫描源码，使用语法树获得源码逻辑分支等；Go 语言的周边工具也是建立在这些标准库上。在标准库上可以完成几乎大部分的需求，Go 语言的标准库以包的方式提供支持，下表是 Go 语言标准库中常见的包及其功能。

字符串-string

底层结构

标准库的strings包提供了许多有用的与字符串相关的函数。Go字符串底层的数据结构在runtime/strings.go中定义如下:

从上面的stringStruct结构体得知其包含两个字段，一个是8个字节的万能指针，指向一个数组，数组里面存储就是实际的字符，另一个则是一个8个字节表示其长度，因此不管anyStrings多长通过unsafe.Sizeof("anyStrings")最终获取大小都是固定的16个字节。

函数

下面是一些常见函数举例，可以到strings包文档中找到更多的函数

package main

import (
	"fmt"
	s "strings"
	"unsafe"
)

var p = fmt.Println

func main() {
	p(unsafe.Sizeof("anyStrings"))
	p(unsafe.Sizeof("anyStringsMoreThenLength"))
	p("Contains:  ", s.Contains("test", "es"))
	p("Count:     ", s.Count("test", "t"))
	p("HasPrefix: ", s.HasPrefix("test", "te"))
	p("HasSuffix: ", s.HasSuffix("test", "st"))
	p("Index:     ", s.Index("test", "e"))
	p("Join:      ", s.Join([]string{"a", "b"}, "-"))
	p("Repeat:    ", s.Repeat("a", 5))
	p("Replace:   ", s.Replace("foo", "o", "0", -1))
	p("Replace:   ", s.Replace("foo", "o", "0", 1))
	p("Split:     ", s.Split("a-b-c-d-e", "-"))
	p("ToLower:   ", s.ToLower("TEST"))
	p("ToUpper:   ", s.ToUpper("test"))
}

长度

• Go 语言的内建函数 len()，可以用来获取切片、字符串、通道（channel）等的长度，
• Go 语言的字符串都以 UTF-8 格式保存，每个中文占用 3 个字节，因此使用 len() 获得两个中文文字对应的 6 个字节；
• 针对ASCII 字符串长度使用 len() 函数，Unicode 字符串长度使用 utf8.RuneCountInString() 函数。如果没有使用 Unicode，汉字则显示为乱码。
• ASCII 字符串遍历直接使用下标；Unicode 字符串遍历用 for range。
• bytes.Buffer实现字符串拼接。

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"unicode/utf8"
)

var p = fmt.Println

func main() {
	str1 := "Hello World!"
	str2 := "你好"
	fmt.Println(len(str1))                          // 12
	fmt.Println(len(str2))                          // 6
	fmt.Println(utf8.RuneCountInString(str2))       // 2
	fmt.Println(utf8.RuneCountInString("你好,world")) // 8

	// 声明字节缓冲
	var stringBuilder bytes.Buffer
	// 把字符串写入缓冲
	stringBuilder.WriteString(str1)
	stringBuilder.WriteString(str2)
	// 将缓冲以字符串形式输出
	fmt.Println(stringBuilder.String())

	theme := "狙击 start"
	for i := 0; i < len(theme); i++ {
		fmt.Printf("ascii: %c  %d\n", theme[i], theme[i])
	}

	for _, s := range theme {
		fmt.Printf("Unicode: %c  %d\n", s, s)
	}
}

格式化输出

Go为传统的printf字符串格式化提供了很好的支持，Go提供了若干个打印“动词”，用于格式化一般Go值，下面是一些常见的字符串格式化任务的示例。

package main

import (
	"fmt"
	"os"
)

type point struct {
	x, y int
}

func main() {

	p := point{1, 2}
	fmt.Printf("struct1: %v\n", p)

	fmt.Printf("struct2: %+v\n", p)

	fmt.Printf("struct3: %#v\n", p)

	fmt.Printf("type: %T\n", p)

	fmt.Printf("bool: %t\n", true)

	fmt.Printf("int: %d\n", 123)

	fmt.Printf("bin: %b\n", 14)

	fmt.Printf("char: %c\n", 33)

	fmt.Printf("hex: %x\n", 456)

	fmt.Printf("float1: %f\n", 78.9)

	fmt.Printf("float2: %e\n", 123400000.0)
	fmt.Printf("float3: %E\n", 123400000.0)

	fmt.Printf("str1: %s\n", "\"string\"")

	fmt.Printf("str2: %q\n", "\"string\"")

	fmt.Printf("str3: %x\n", "hex this")

	fmt.Printf("pointer: %p\n", &p)

	fmt.Printf("width1: |%6d|%6d|\n", 12, 345)

	fmt.Printf("width2: |%6.2f|%6.2f|\n", 1.2, 3.45)

	fmt.Printf("width3: |%-6.2f|%-6.2f|\n", 1.2, 3.45)

	fmt.Printf("width4: |%6s|%6s|\n", "foo", "b")

	fmt.Printf("width5: |%-6s|%-6s|\n", "foo", "b")

	s := fmt.Sprintf("sprintf: a %s", "string")
	fmt.Println(s)

	fmt.Fprintf(os.Stderr, "io: an %s\n", "error")
}

模版-template

text/template

Golang中的标准库template就像是一个“脚本语言解析器”，其中涉及到变量赋值、函数/方法调用和各种条件/循环控制结构等。template包实现了数据驱动的用于生成文本输出的模板，简单来说就是将一组文本嵌入另一组文本模版中，返回一个期望的文本。Go为模板操作提供了丰富的支持。嵌套模板，导入函数，表示变量，迭代数据等等都很简单。如果需要比CSV数据格式更复杂的东西，模板可能是一个不错的解决方案。模板的另一个应用是网站的页面渲染；当我们想要将服务器端数据呈现给客户端时，模板可以很好地满足要求。

Go提供了text/template和html/template这两个模板包，这两个包的部分函数看起来非常相似，实际功能也确实如此

package main

import (
	"os"
	"text/template"
)

type Inventory struct {
	Username string
	Phone    uint
	Tag      bool
	Sex      string
}

func main() {
	t1 := template.New("t1")
	t1, err := t1.Parse("Value is {{.}}\n")
	if err != nil {
		panic(err)
	}

	t1 = template.Must(t1.Parse("Value: {{.}}\n"))

	t1.Execute(os.Stdout, "some text")
	t1.Execute(os.Stdout, 5)
	t1.Execute(os.Stdout, []string{
		"Go",
		"Rust",
		"C++",
		"C#",
	})

	Create := func(name, t string) *template.Template {
		return template.Must(template.New(name).Parse(t))
	}

	t2 := Create("t2", "Name: {{.Name}}\n")

	t2.Execute(os.Stdout, struct {
		Name string
	}{"Jane Doe"})

	t2.Execute(os.Stdout, map[string]string{
		"Name": "Mickey Mouse",
	})

	t3 := Create("t3",
		"{{if . -}} yes {{else -}} no {{end}}\n")
	t3.Execute(os.Stdout, "not empty")
	t3.Execute(os.Stdout, "")

	t4 := Create("t4",
		"Range: {{range .}}{{.}} {{end}}\n")
	t4.Execute(os.Stdout,
		[]string{
			"Go",
			"Rust",
			"C++",
			"C#",
		})

	sweaters := Inventory{"移动", 10086, false, "难"}

	content := `{{.Phone}} of {{.Username}} {{if .Tag }} tag=true {{else}}   tag=false {{end}}`
	tmpl, err := template.New("test").Parse(content)
	//{{.Phone}}获取的是struct对象中的Phone字段的值
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	err = tmpl.Execute(os.Stdout, sweaters) // 10086 of 移动  tag=true
	if err != nil {
		panic(err)
	}
}

html/template

使用html/template来呈现网站，模板是纯文本，但变量和函数可以在大括号块内使用，模板包还提供了处理文件的便捷方法。html/template包是对text/template包的包装，因此能同于text/template基本都对html/template包同样适用，除了import语句无需其他任何修改。HTML模板提供了上下文感知安全性的额外好处，也可以防止诸如JavaScript注入之类的事情。如果要生成HTML格式的输出，参见html/template包，该包提供了和本包相同的接口，但会自动将输出转化为安全的HTML格式输出，可以抵抗一些网络攻击。

package main

import (
	"html/template"
	"net/http"
)

func tmpl(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	t1, err := template.ParseFiles("test.html")
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	t1.Execute(w, "hello world")
}

func main() {
	server := http.Server{
		Addr: "127.0.0.1:8080",
	}
	http.HandleFunc("/tmpl", tmpl)
	server.ListenAndServe()
}

创建test.html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
    <title>Go Web</title>
</head>
<body>
{{ . }}
</body>
</html>

访问测试地址http://localhost:8080/tmpl

正则表达式-regexp

Go提供了对正则表达式的内置支持，其由regexp包实现了正则表达式搜索；Go标准库使用RE2语法，RE2语法也是Python、C和Perl使用的正则表达式语法，常见函数：

• MatchString：regexp.MatchString()用来匹配子字符串。下面这个例子是检查字符串是否以Golang开头。我们使用^来匹配字符串中以文本的开始。我们使用^Golang作为正则表达式进行匹配。
• Compile：Compile() 或者 MustCompile()创建一个编译好的正则表达式对象。假如正则表达式非法，那么Compile()方法会返回error,而MustCompile()编译非法正则表达式时不会返回error，而是会panic。如果你想要很好的性能，不要在使用的时候才调用Compile()临时进行编译，而是预先调用Compile()编译好正则表达式对象。
• FindString：FindString()用来返回第一个匹配的结果。如果没有匹配的字符串，那么它会返回一个空的字符串，当然如果你的正则表达式就是要匹配空字符串的话，它也会返回空字符串。使用 FindStringIndex 或者 FindStringSubmatch可以区分这两种情况。
  • FindStringIndex：FindStringIndex()可以得到匹配的字符串在整体字符串中的索引位置。如果没有匹配的字符串，它会返回nil值。
  • FindStringSubmatch：FindStringSubmatch() 除了返回匹配的字符串外，还会返回子表达式的匹配项。如果没有匹配项，则返回nil值。
• FindAllString：FindString方法的All版本，它返回所有匹配的字符串的slice。如果返回nil值代表没有匹配的字符串。
• ReplaceAllString ：用来替换所有匹配的字符串，返回一个源字符串的拷贝。

Go中与regexp相关的一些常见示例

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"regexp"
)

func main() {

	match, _ := regexp.MatchString("p([a-z]+)ch", "peach")
	fmt.Println(match)

	r, _ := regexp.Compile("p([a-z]+)ch")

	fmt.Println(r.MatchString("peach"))

	fmt.Println(r.FindString("peach punch"))

	fmt.Println("idx:", r.FindStringIndex("peach punch"))

	fmt.Println(r.FindStringSubmatch("peach punch"))

	fmt.Println(r.FindStringSubmatchIndex("peach punch"))

	fmt.Println(r.FindAllString("peach punch pinch", -1))

	fmt.Println("all:", r.FindAllStringSubmatchIndex(
		"peach punch pinch", -1))

	fmt.Println(r.FindAllString("peach punch pinch", 2))

	fmt.Println(r.Match([]byte("peach")))

	r = regexp.MustCompile("p([a-z]+)ch")
	fmt.Println("regexp:", r)

	fmt.Println(r.ReplaceAllString("a peach", "<fruit>"))

	in := []byte("a peach")
	out := r.ReplaceAllFunc(in, bytes.ToUpper)
	fmt.Println(string(out))
}

编码-encoding

encoding 包是 Go 标准库中的一个重要包，主要用于数据编码和解码。encoding 包中包含了许多常用的数据编码和解码算法，如 JSON、XML、CSV、Base64 等，这些算法可以帮助我们将数据从一种格式转换为另一种格式，便于在不同的系统之间传输和处理。

Base64

Go提供对base64编码/解码的内置支持。

package main

import (
	b64 "encoding/base64"
	"fmt"
)

func main() {

	data := "abc123!?$*&()'-=@~"

	sEnc := b64.StdEncoding.EncodeToString([]byte(data))
	fmt.Println(sEnc)

	sDec, _ := b64.StdEncoding.DecodeString(sEnc)
	fmt.Println(string(sDec))
	fmt.Println()

	uEnc := b64.URLEncoding.EncodeToString([]byte(data))
	fmt.Println(uEnc)
	uDec, _ := b64.URLEncoding.DecodeString(uEnc)
	fmt.Println(string(uDec))
}

JSON

Go提供了对JSON编码和解码的内置支持，包括来自内置和自定义数据类型的支持。需要使用encoding/json包进行json实现序列化与反序列化，go的json解析主要是编码和解码两个函数，序列化也就是由结构体转化为json string字符串，使用json.Marshal函数；反序列化就是将json string字符串转化为结构体，使用函数json.Unmarshal函数完成。

~~~go
package main

import (
	"encoding/json"
	"fmt"
	"os"
)

type response1 struct {
	Page   int
	Fruits []string
}

type response2 struct {
	Page   int      `json:"page"`
	Fruits []string `json:"fruits"`
}

func main() {

	bolB, _ := json.Marshal(true)
	fmt.Println(string(bolB))

	intB, _ := json.Marshal(1)
	fmt.Println(string(intB))

	fltB, _ := json.Marshal(2.34)
	fmt.Println(string(fltB))

	strB, _ := json.Marshal("gopher")
	fmt.Println(string(strB))

	slcD := []string{"apple", "peach", "pear"}
	slcB, _ := json.Marshal(slcD)
	fmt.Println(string(slcB))

	mapD := map[string]int{"apple": 5, "lettuce": 7}
	mapB, _ := json.Marshal(mapD)
	fmt.Println(string(mapB))

	res1D := &response1{
		Page:   1,
		Fruits: []string{"apple", "peach", "pear"}}
	res1B, _ := json.Marshal(res1D)
	fmt.Println(string(res1B))

	res2D := &response2{
		Page:   1,
		Fruits: []string{"apple", "peach", "pear"}}
	res2B, _ := json.Marshal(res2D)
	fmt.Println(string(res2B))

	byt := []byte(`{"num":6.13,"strs":["a","b"]}`)

	var dat map[string]interface{}

	if err := json.Unmarshal(byt, &dat); err != nil {
		panic(err)
	}
	fmt.Println(dat)

	num := dat["num"].(float64)
	fmt.Println(num)

	strs := dat["strs"].([]interface{})
	str1 := strs[0].(string)
	fmt.Println(str1)

	str := `{"page": 1, "fruits": ["apple", "peach"]}`
	res := response2{}
	json.Unmarshal([]byte(str), &res)
	fmt.Println(res)
	fmt.Println(res.Fruits[0])

	enc := json.NewEncoder(os.Stdout)
	d := map[string]int{"apple": 5, "lettuce": 7}
	enc.Encode(d)
}

XML

Go通过encoding.xml包提供了对XML和类XML格式的内置支持。Go语言内置的 encoding/xml 包可以用在结构体和 XML 格式之间进行编解码，其方式跟 encoding/json 包类似；然而与 JSON 相比 XML 的编码和解码在功能上更苛刻得多，这是由于 encoding/xml 包要求结构体的字段包含格式合理的标签，而 JSON 格式却不需要。

package main

import (
	"encoding/xml"
	"fmt"
)

type Plant struct {
	XMLName xml.Name `xml:"plant"`
	Id      int      `xml:"id,attr"`
	Name    string   `xml:"name"`
	Origin  []string `xml:"origin"`
}

func (p Plant) String() string {
	return fmt.Sprintf("Plant id=%v, name=%v, origin=%v",
		p.Id, p.Name, p.Origin)
}

func main() {
	coffee := &Plant{Id: 27, Name: "Coffee"}
	coffee.Origin = []string{"Ethiopia", "Brazil"}

	out, _ := xml.MarshalIndent(coffee, " ", "  ")
	fmt.Println(string(out))

	fmt.Println(xml.Header + string(out))

	var p Plant
	if err := xml.Unmarshal(out, &p); err != nil {
		panic(err)
	}
	fmt.Println(p)

	tomato := &Plant{Id: 81, Name: "Tomato"}
	tomato.Origin = []string{"Mexico", "California"}

	type Nesting struct {
		XMLName xml.Name `xml:"nesting"`
		Plants  []*Plant `xml:"parent>child>plant"`
	}

	nesting := &Nesting{}
	nesting.Plants = []*Plant{coffee, tomato}

	out, _ = xml.MarshalIndent(nesting, " ", "  ")
	fmt.Println(string(out))
}

时间-time

在编程中经常会遭遇八小时时间差问题，这是由时区差异引起的，为了能更好地解决它们，需要先理解几个时间定义标准。

• GMT（Greenwich Mean Time）：格林威治时间；GMT 根据地球的自转和公转来计算时间，它规定太阳每天经过位于英国伦敦郊区的皇家格林威治天文台的时间为中午12点；GMT 是前世界标准时。
• UTC（Coordinated Universal Time），协调世界时间，又称世界统一时间；UTC 比 GMT 更精准，它根据原子钟来计算时间，适应现代社会的精确计时。在不需要精确到秒的情况下，可以认为 UTC=GMT；UTC 是现世界标准时。

适应现代社会的精确计时从格林威治本初子午线起，往东为正，往西为负，全球共划分为 24 个标准时区，相邻时区相差一个小时；如何获取自Unix纪元以来的秒数、毫秒数或纳秒数和时间格式化。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	p := fmt.Println

	now := time.Now()
	p(now)

	then := time.Date(
		2009, 11, 17, 20, 34, 58, 651387237, time.UTC)
	p(then)

	p(then.Year())
	p(then.Month())
	p(then.Day())
	p(then.Hour())
	p(then.Minute())
	p(then.Second())
	p(then.Nanosecond())
	p(then.Location())

	p(then.Weekday())

	p(then.Before(now))
	p(then.After(now))
	p(then.Equal(now))

	diff := now.Sub(then)
	p(diff)

	p(diff.Hours())
	p(diff.Minutes())
	p(diff.Seconds())
	p(diff.Nanoseconds())

	p(then.Add(diff))
	p(then.Add(-diff))
	p("-----------------------")
	fmt.Println(now.Unix())
	fmt.Println(now.UnixMilli())
	fmt.Println(now.UnixNano())

	fmt.Println(time.Unix(now.Unix(), 0))
	fmt.Println(time.Unix(0, now.UnixNano()))
	p("-----------------------")
	t := time.Now()
	p(t.Format(time.RFC3339))

	t1, e := time.Parse(
		time.RFC3339,
		"2012-11-01T22:08:41+00:00")
	p(t1)

	p(t.Format("3:04PM"))
	p(t.Format("Mon Jan _2 15:04:05 2006"))
	p(t.Format("2006-01-02T15:04:05.999999-07:00"))
	form := "3 04 PM"
	t2, e := time.Parse(form, "8 41 PM")
	p(t2)

	fmt.Printf("%d-%02d-%02dT%02d:%02d:%02d-00:00\n",
		t.Year(), t.Month(), t.Day(),
		t.Hour(), t.Minute(), t.Second())

	ansic := "Mon Jan _2 15:04:05 2006"
	_, e = time.Parse(ansic, "8:41PM")
	p(e)
}

网络-net

网络编程是go语言使用的一个核心模块；golang的网络封装使用对于底层socket或者上层的http，甚至是web服务都很友好。net包提供了可移植的网络I/O接口，包括TCP/IP、UDP、域名解析和Unix域socket等方式的通信。其中每一种通信方式都使用 xxConn 结构体来表示，诸如IPConn、TCPConn等，这些结构体都实现了Conn接口，Conn接口实现了基本的读、写、关闭、获取远程和本地地址、设置timeout等功能。

URL

url提供了一种统一的方式来定位资源，Go中解析url需要使用到其net包。

• URL格式：😕/:@:/:?#
• scheme : 方案是如何访问指定资源的主要标识符，他会告诉负责解析 URL 应用程序应该使用什么协议；
• user ：用户名；
• password ：密码；
• host : 主机组件标识了因特网上能够访问资源的宿主机器，可以有主机名或者是 IP 地址来表示；
• port : 端口标识了服务器正在监听的网络端口。默认端口号是 80；
• path : URL 的路径组件说明了资源位于服务器的什么地方；
• params : URL 中通过协议参数来访问资源，比名值对列表，分号分割来进行访问；
• query : 字符串是通过提问问题或进行查询来缩小请求资源类的范围；
• frag : 为了引用部分资源或资源的一个片段，比如 URL 指定 HTML 文档中一个图片或一个小节；

package main

import (
    "fmt"
    "net"
    "net/url"
)

func main() {

    s := "postgres://user:pass@host.com:5432/path?k=v#f"

    u, err := url.Parse(s)
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    fmt.Println(u.Scheme)

    fmt.Println(u.User)
    fmt.Println(u.User.Username())
    p, _ := u.User.Password()
    fmt.Println(p)

    fmt.Println(u.Host)
    host, port, _ := net.SplitHostPort(u.Host)
    fmt.Println(host)
    fmt.Println(port)

    fmt.Println(u.Path)
    fmt.Println(u.Fragment)

    fmt.Println(u.RawQuery)
    m, _ := url.ParseQuery(u.RawQuery)
    fmt.Println(m)
    fmt.Println(m["k"][0])
}

HTTP客户端和服务端

Go语言提供了一个功能丰富的net/http包，它提供了客户端和服务端的实现，使得我们可以比较轻易的创建http服务。

• 作为客户端发送http请求

package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "net/http"
)

func main() {

    resp, err := http.Get("https://gobyexample.com")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer resp.Body.Close()

    fmt.Println("Response status:", resp.Status)

    scanner := bufio.NewScanner(resp.Body)
    for i := 0; scanner.Scan() && i < 5; i++ {
        fmt.Println(scanner.Text())
    }

    if err := scanner.Err(); err != nil {
        panic(err)
    }
}

• 作为服务端监听HTTP请求

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
)

func hello(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {

    fmt.Fprintf(w, "hello\n")
}

func headers(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {

    for name, headers := range req.Header {
        for _, h := range headers {
            fmt.Fprintf(w, "%v: %v\n", name, h)
        }
    }
}

func main() {

    http.HandleFunc("/hello", hello)
    http.HandleFunc("/headers", headers)

    http.ListenAndServe(":8090", nil)
}

访问测试页面:http://localhost:8090/hello和http://localhost:8090/headers

加密

crypto是go的加密库，包含了常用的各种密码算法，AES，DES，Cipher，DSA，ecdsa，elliptic，HMAC，MD5，特别用于加密的随机数生成器rand，RC4，RSA，SHA1，SHA256，SHA384，SHA512，tls1.2，tls1.3，X.509；如SHA256哈希经常用于计算二进制或文本blob的短身份，TLS/SSL证书常使用SHA256来计算证书的签名；md5算法属于hash算法的一种。

package main

import (
	"crypto/md5"
	"crypto/sha256"
	"encoding/hex"
	"fmt"
)

func main() {
	s := "sha256 this string"

	h := sha256.New()

	h.Write([]byte(s))

	bs := h.Sum(nil)

	fmt.Println(s)
	fmt.Printf("%x\n", bs)

	has := md5.New()
	has.Write([]byte("abc123"))
	b := has.Sum(nil)
	fmt.Println(b)
	fmt.Println(hex.EncodeToString(b))
	fmt.Printf("%x", b)

	c := md5.Sum([]byte("abc123"))
	fmt.Printf("%x", c)
}

IO操作

io包提供了对I/O原语的基本接口。该包的基本任务是包装这些原语已有的实现（如os包里的原语），使之成为共享的公共接口，这些公共接口抽象出了泛用的函数并附加了一些相关的原语的操作。

读写文件

读写文件在Go程序是常见的功能，bufio包实现了带缓冲区的读写，是对文件读写的封装.其中的读写文件在Go程序是常见的功能Go语言里使用io.Reader和io.Writer两个 interface 来抽象I/O。io.Reader 接口代表一个可以从中读取字节流的实体，而io.Writer则代表一个可以向其写入字节流的实体。io.Reader/Writer 常用的几种实现：

• net.Conn: 表示网络连接。
• os.Stdin, os.Stdout, os.Stderr: 标准输入、输出和错误。
• os.File: 网络,标准输入输出,文件的流读取。
• strings.Reader: 字符串抽象成 io.Reader 的实现。
• bytes.Reader: []byte抽象成 io.Reader 的实现。
• bytes.Buffer: []byte抽象成 io.Reader 和 io.Writer 的实现。
• bufio.Reader/Writer: 带缓冲的流读取和写入（比如按行读写）。

package main

import (
	"bufio"
	"fmt"
	"io"
	"os"
)

func check(e error) {
	if e != nil {
		panic(e)
	}
}

func main() {
	writeDemo()
	readDemo()
}

func writeDemo() {

	d1 := []byte("hello\ngo\n")
	err := os.WriteFile("/tmp/dat1", d1, 0644)
	check(err)

	f, err := os.Create("/tmp/dat2")
	check(err)

	defer f.Close()

	d2 := []byte{115, 111, 109, 101, 10}
	n2, err := f.Write(d2)
	check(err)
	fmt.Printf("wrote %d bytes\n", n2)

	n3, err := f.WriteString("writes\n")
	check(err)
	fmt.Printf("wrote %d bytes\n", n3)

	f.Sync()

	w := bufio.NewWriter(f)
	n4, err := w.WriteString("buffered\n")
	check(err)
	fmt.Printf("wrote %d bytes\n", n4)

	w.Flush()

}
func readDemo() {
	dat, err := os.ReadFile("/tmp/dat1")
	check(err)
	fmt.Print(string(dat))

	f, err := os.Open("/tmp/dat1")
	check(err)

	b1 := make([]byte, 5)
	n1, err := f.Read(b1)
	check(err)
	fmt.Printf("%d bytes: %s\n", n1, string(b1[:n1]))

	o2, err := f.Seek(6, 0)
	check(err)
	b2 := make([]byte, 2)
	n2, err := f.Read(b2)
	check(err)
	fmt.Printf("%d bytes @ %d: ", n2, o2)
	fmt.Printf("%v\n", string(b2[:n2]))

	o3, err := f.Seek(6, 0)
	check(err)
	b3 := make([]byte, 2)
	n3, err := io.ReadAtLeast(f, b3, 2)
	check(err)
	fmt.Printf("%d bytes @ %d: %s\n", n3, o3, string(b3))

	_, err = f.Seek(0, 0)
	check(err)

	r4 := bufio.NewReader(f)
	b4, err := r4.Peek(5)
	check(err)
	fmt.Printf("5 bytes: %s\n", string(b4))

	f.Close()
}

环境变量

环境变量是向Unix程序传递配置信息的通用机制。

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"strings"
)

func main() {

	os.Setenv("FOO", "1")
	fmt.Println("FOO:", os.Getenv("FOO"))
	fmt.Println("BAR:", os.Getenv("BAR"))

	fmt.Println()
	for _, e := range os.Environ() {
		pair := strings.SplitN(e, "=", 2)
		fmt.Println(pair[0])
	}
}

命令行

• 命令行参数：程序执行参数化的常用方法。例如，运行hello。Go使用run和hello。Go程序的参数。

package main

import (
	"fmt"
	"os"
)

func main() {

	argsWithProg := os.Args
	argsWithoutProg := os.Args[1:]

	arg := os.Args[3]

	fmt.Println(argsWithProg)
	fmt.Println(argsWithoutProg)
	fmt.Println(arg)
}

go run demo.go a b c d
[./demo.exe a b c d]
[a b c d]
c

• 命令行标记：为命令行程序指定选项的常用方法。例如，在wc -l中，-l是命令行标志。

package main

import (
	"flag"
	"fmt"
)

func main() {

	wordPtr := flag.String("word", "foo", "a string")

	numbPtr := flag.Int("numb", 42, "an int")
	forkPtr := flag.Bool("fork", false, "a bool")

	var svar string
	flag.StringVar(&svar, "svar", "bar", "a string var")

	flag.Parse()

	fmt.Println("word:", *wordPtr)
	fmt.Println("numb:", *numbPtr)
	fmt.Println("fork:", *forkPtr)
	fmt.Println("svar:", svar)
	fmt.Println("tail:", flag.Args())
}

go run demo.go -word=opt -numb=7 -fork -svar=flag
word: opt
numb: 7
fork: true
svar: flag
tail: []

• 命令行子命令：一些命令行工具如go工具或git有许多子命令，每个子命令都有自己的一组标志；例如go build和go get是go工具的两个不同的子命令；flag包允许我们轻松地定义具有自己标志的简单子命令。

package main

import (
    "flag"
    "fmt"
    "os"
)

func main() {

    fooCmd := flag.NewFlagSet("foo", flag.ExitOnError)
    fooEnable := fooCmd.Bool("enable", false, "enable")
    fooName := fooCmd.String("name", "", "name")

    barCmd := flag.NewFlagSet("bar", flag.ExitOnError)
    barLevel := barCmd.Int("level", 0, "level")

    if len(os.Args) < 2 {
        fmt.Println("expected 'foo' or 'bar' subcommands")
        os.Exit(1)
    }

    switch os.Args[1] {

    case "foo":
        fooCmd.Parse(os.Args[2:])
        fmt.Println("subcommand 'foo'")
        fmt.Println("  enable:", *fooEnable)
        fmt.Println("  name:", *fooName)
        fmt.Println("  tail:", fooCmd.Args())
    case "bar":
        barCmd.Parse(os.Args[2:])
        fmt.Println("subcommand 'bar'")
        fmt.Println("  level:", *barLevel)
        fmt.Println("  tail:", barCmd.Args())
    default:
        fmt.Println("expected 'foo' or 'bar' subcommands")
        os.Exit(1)
    }
}

go run demo.go foo -enable -name=joe a1 a2
subcommand 'foo'
  enable: true
  name: joe
  tail: [a1 a2]

数据库

在Go中使用SQL或类SQL数据库通过database/sql包，它为面向行的数据库提供了一个轻量级接口；也即是在Go 的标准库中是没有数据库驱动，只提供了驱动接口，但有很多第三方实现了驱动，建议选择 go-sql-driver 这个实现是目前使用最多的，其github 地址是：https://github.com/go-sql-driver/mysql

# 命令行安装三方库 
go get github.com/go-sql-driver/mysql

package main

import (
	"database/sql"
	_ "github.com/go-sql-driver/mysql"
	"log"
)

func main() {
	db, err := sql.Open("mysql", "root:123456@tcp(mysqlserver:3306)/test")
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	defer db.Close()

	var (
		id   int
		name string
	)
	rows, err := db.Query("select id, name from test_data where id = ?", 1)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	defer rows.Close()
	for rows.Next() {
		err := rows.Scan(&id, &name)
		if err != nil {
			log.Fatal(err)
		}
		log.Println(id, name)
	}
	err = rows.Err()
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
}

上面是匿名加载mysql驱动的，将它的包限定符别名为_，所以它导出的名称对我们的代码是不可见的；在底层，驱动程序将自己注册为database/sql包可用。

排序-sort

• Go的sort包实现了对内置和用户定义类型的排序，实现了包括插入排序 、 堆排序 、 快排 和 归并排序4种排序方法 ，但是并没有暴露给用户接口。sort包会根据数据选择最优的排序方法(其实只使用了3种， 归并排序 除外)。用户需要实现以下接口才能使用sort包的排序功能。对于常用的类型( 整型切片 、 float64切片 、 String切片 )，sort包提供了内置的接口实现；如经常用到的 int32、int64、float32、bool 类型并没有由 sort 包实现，使用时依然需要开发者自己编写。

• 除了基本类型的排序，也可以对结构体进行排序。 结构体比基本类型更为复杂，排序时不能像数值和字符串一样拥有一些固定的单一原则；可以自定义排序接口，比如想要按自然顺序以外的方式对集合进行排序;例如希望按字符串的长度而不是按字母顺序排序。

• Go 的 sort 包中所有的排序算法在最坏的情况下会做 n log n 次 比较，n 是被排序序列的长度，所以排序的时间复杂度是 O ( n log n*)。 其大多数的函数都是用改良后的快速排序算法实现的。

package main

import (
	"fmt"
	"sort"
)

type byLength []string

func (s byLength) Len() int {
	return len(s)
}
func (s byLength) Swap(i, j int) {
	s[i], s[j] = s[j], s[i]
}
func (s byLength) Less(i, j int) bool {
	return len(s[i]) < len(s[j])
}

func main() {

	strs := []string{"c", "a", "b"}
	sort.Strings(strs)
	fmt.Println("Strings:", strs)

	ints := []int{7, 2, 4}
	sort.Ints(ints)
	fmt.Println("Ints:   ", ints)

	s := sort.IntsAreSorted(ints)
	fmt.Println("Sorted: ", s)

	fruits := []string{"peach", "banana", "kiwi"}
	sort.Sort(byLength(fruits))
	fmt.Println(fruits)
}

测试和基准测试

单元测试是编写Go程序的重要组成部分，testing包提供了编写单元测试所需的工具，通过go test命令运行测试。

package main

import (
    "fmt"
    "testing"
)

func IntMin(a, b int) int {
    if a < b {
        return a
    }
    return b
}

func TestIntMinBasic(t *testing.T) {
    ans := IntMin(2, -2)
    if ans != -2 {
        t.Errorf("IntMin(2, -2) = %d; want -2", ans)
    }
}

func TestIntMinTableDriven(t *testing.T) {
    var tests = []struct {
        a, b int
        want int
    }{
        {0, 1, 0},
        {1, 0, 0},
        {2, -2, -2},
        {0, -1, -1},
        {-1, 0, -1},
    }

    for _, tt := range tests {

        testname := fmt.Sprintf("%d,%d", tt.a, tt.b)
        t.Run(testname, func(t *testing.T) {
            ans := IntMin(tt.a, tt.b)
            if ans != tt.want {
                t.Errorf("got %d, want %d", ans, tt.want)
            }
        })
    }
}

func BenchmarkIntMin(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        IntMin(1, 2)
    }
}

命令行执行go test -v

命令行执行go test -bench=.

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