gopl-zh.github.com/ch1/ch1-03.md
2017-07-19 19:09:37 +08:00

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## 1.3. 查找重复的行
对文件做拷贝、打印、搜索、排序、统计或类似事情的程序都有一个差不多的程序结构:一个处理输入的循环,在每个元素上执行计算处理,在处理的同时或最后产生输出。我们会展示一个名为`dup`的程序的三个版本灵感来自于Unix的`uniq`命令,其寻找相邻的重复行。该程序使用的结构和包是个参考范例,可以方便地修改。
`dup`的第一个版本打印标准输入中多次出现的行,以重复次数开头。该程序将引入`if`语句,`map`数据类型以及`bufio`包。
<u><i>gopl.io/ch1/dup1</i></u>
```go
// Dup1 prints the text of each line that appears more than
// once in the standard input, preceded by its count.
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"os"
)
func main() {
counts := make(map[string]int)
input := bufio.NewScanner(os.Stdin)
for input.Scan() {
counts[input.Text()]++
}
// NOTE: ignoring potential errors from input.Err()
for line, n := range counts {
if n > 1 {
fmt.Printf("%d\t%s\n", n, line)
}
}
}
```
正如`for`循环一样,`if`语句条件两边也不加括号,但是主体部分需要加。`if`语句的`else`部分是可选的,在`if`的条件为`false`时执行。
**map**存储了键/值key/value的集合对集合元素提供常数时间的存、取或测试操作。键可以是任意类型只要其值能用`==`运算符比较,最常见的例子是字符串;值则可以是任意类型。这个例子中的键是字符串,值是整数。内置函数`make`创建空`map`此外它还有别的作用。4.3节讨论`map`。
(译注:从功能和实现上说,`Go`的`map`类似于`Java`语言中的`HashMap`Python语言中的`dict``Lua`语言中的`table`,通常使用`hash`实现。遗憾的是,对于该词的翻译并不统一,数学界术语为`映射`,而计算机界众说纷纭莫衷一是。为了防止对读者造成误解,保留不译。)
每次`dup`读取一行输入,该行被当做`map`,其对应的值递增。`counts[input.Text()]++`语句等价下面两句:
```go
line := input.Text()
counts[line] = counts[line] + 1
```
`map`中不含某个键时不用担心,首次读到新行时,等号右边的表达式`counts[line]`的值将被计算为其类型的零值对于int`即0。
为了打印结果,我们使用了基于`range`的循环,并在`counts`这个`map`上迭代。跟之前类似,每次迭代得到两个结果,键和其在`map`中对应的值。`map`的迭代顺序并不确定,从实践来看,该顺序随机,每次运行都会变化。这种设计是有意为之的,因为能防止程序依赖特定遍历顺序,而这是无法保证的。(译注具体可以参见这里http://stackoverflow.com/questions/11853396/google-go-lang-assignment-order)
继续来看`bufio`包,它使处理输入和输出方便又高效。`Scanner`类型是该包最有用的特性之一,它读取输入并将其拆成行或单词;通常是处理行形式的输入最简单的方法。
程序使用短变量声明创建`bufio.Scanner`类型的变量`input`。
```
input := bufio.NewScanner(os.Stdin)
```
该变量从程序的标准输入中读取内容。每次调用`input.Scan()`,即读入下一行,并移除行末的换行符;读取的内容可以调用`input.Text()`得到。`Scan`函数在读到一行时返回`true`,不再有输入时返回`false`。
类似于C或其它语言里的`printf`函数,`fmt.Printf`函数对一些表达式产生格式化输出。该函数的首个参数是个格式字符串指定后续参数被如何格式化。各个参数的格式取决于“转换字符”conversion character形式为百分号后跟一个字母。举个例子`%d`表示以十进制形式打印一个整型操作数,而`%s`则表示把字符串型操作数的值展开。
`Printf`有一大堆这种转换Go程序员称之为*动词verb*。下面的表格虽然远不是完整的规范,但展示了可用的很多特性:
```
%d 十进制整数
%x, %o, %b 十六进制,八进制,二进制整数。
%f, %g, %e 浮点数: 3.141593 3.141592653589793 3.141593e+00
%t 布尔true或false
%c 字符rune (Unicode码点)
%s 字符串
%q 带双引号的字符串"abc"或带单引号的字符'c'
%v 变量的自然形式natural format
%T 变量的类型
%% 字面上的百分号标志(无操作数)
```
`dup1`的格式字符串中还含有制表符`\t`和换行符`\n`。字符串字面上可能含有这些代表不可见字符的**转义字符escape sequences**。默认情况下,`Printf`不会换行。按照惯例,以字母`f`结尾的格式化函数,如`log.Printf`和`fmt.Errorf`,都采用`fmt.Printf`的格式化准则。而以`ln`结尾的格式化函数,则遵循`Println`的方式,以跟`%v`差不多的方式格式化参数,并在最后添加一个换行符。(译注:后缀`f`指`format``ln`指`line`。)
很多程序要么从标准输入中读取数据,如上面的例子所示,要么从一系列具名文件中读取数据。`dup`程序的下个版本读取标准输入或是使用`os.Open`打开各个具名文件,并操作它们。
<u><i>gopl.io/ch1/dup2</i></u>
```go
// Dup2 prints the count and text of lines that appear more than once
// in the input. It reads from stdin or from a list of named files.
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"os"
)
func main() {
counts := make(map[string]int)
files := os.Args[1:]
if len(files) == 0 {
countLines(os.Stdin, counts)
} else {
for _, arg := range files {
f, err := os.Open(arg)
if err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "dup2: %v\n", err)
continue
}
countLines(f, counts)
f.Close()
}
}
for line, n := range counts {
if n > 1 {
fmt.Printf("%d\t%s\n", n, line)
}
}
}
func countLines(f *os.File, counts map[string]int) {
input := bufio.NewScanner(f)
for input.Scan() {
counts[input.Text()]++
}
// NOTE: ignoring potential errors from input.Err()
}
```
`os.Open`函数返回两个值。第一个值是被打开的文件(`*os.File`),其后被`Scanner`读取。
`os.Open`返回的第二个值是内置`error`类型的值。如果`err`等于内置值`nil`译注相当于其它语言里的NULL那么文件被成功打开。读取文件直到文件结束然后调用`Close`关闭该文件,并释放占用的所有资源。相反的话,如果`err`的值不是`nil`,说明打开文件时出错了。这种情况下,错误值描述了所遇到的问题。我们的错误处理非常简单,只是使用`Fprintf`与表示任意类型默认格式值的动词`%v`,向标准错误流打印一条信息,然后`dup`继续处理下一个文件;`continue`语句直接跳到`for`循环的下个迭代开始执行。
为了使示例代码保持合理的大小,本书开始的一些示例有意简化了错误处理,显而易见的是,应该检查`os.Open`返回的错误值,然而,使用`input.Scan`读取文件过程中不大可能出现错误因此我们忽略了错误处理。我们会在跳过错误检查的地方做说明。5.4节中深入介绍错误处理。
注意`countLines`函数在其声明前被调用。函数和包级别的变量package-level entities可以任意顺序声明并不影响其被调用。译注最好还是遵循一定的规范
`map`是一个由`make`函数创建的数据结构的引用。`map`作为为参数传递给某函数时该函数接收这个引用的一份拷贝copy或译为副本被调用函数对`map`底层数据结构的任何修改,调用者函数都可以通过持有的`map`引用看到。在我们的例子中,`countLines`函数向`counts`插入的值,也会被`main`函数看到。译注类似于C++里的引用传递,实际上指针是另一个指针了,但内部存的值指向同一块内存)
`dup`的前两个版本以"流”模式读取输入,并根据需要拆分成多个行。理论上,这些程序可以处理任意数量的输入数据。还有另一个方法,就是一口气把全部输入数据读到内存中,一次分割为多行,然后处理它们。下面这个版本,`dup3`,就是这么操作的。这个例子引入了`ReadFile`函数(来自于`io/ioutil`包),其读取指定文件的全部内容,`strings.Split`函数把字符串分割成子串的切片。(`Split`的作用与前文提到的`strings.Join`相反。)
我们略微简化了`dup3`。首先,由于`ReadFile`函数需要文件名作为参数,因此只读指定文件,不读标准输入。其次,由于行计数代码只在一处用到,故将其移回`main`函数。
<u><i>gopl.io/ch1/dup3</i></u>
```go
package main
import (
"fmt"
"io/ioutil"
"os"
"strings"
)
func main() {
counts := make(map[string]int)
for _, filename := range os.Args[1:] {
data, err := ioutil.ReadFile(filename)
if err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "dup3: %v\n", err)
continue
}
for _, line := range strings.Split(string(data), "\n") {
counts[line]++
}
}
for line, n := range counts {
if n > 1 {
fmt.Printf("%d\t%s\n", n, line)
}
}
}
```
`ReadFile`函数返回一个字节切片byte slice必须把它转换为`string`,才能用`strings.Split`分割。我们会在3.5.4节详细讲解字符串和字节切片。
实现上,`bufio.Scanner`、`ioutil.ReadFile`和`ioutil.WriteFile`都使用`*os.File`的`Read`和`Write`方法但是大多数程序员很少需要直接调用那些低级lower-level函数。高级higher-level函数像`bufio`和`io/ioutil`包中所提供的那些,用起来要容易点。
**练习 1.4** 修改`dup2`,出现重复的行时打印文件名称。