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## 1.3. 查找重复的行
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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。
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`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。
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<u><i>gopl.io/ch1/dup1</i></u>
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```go
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// Dup1 prints the text of each line that appears more than
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// once in the standard input, preceded by its count.
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package main
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import (
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"bufio"
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"fmt"
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"os"
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)
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func main() {
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counts := make(map[string]int)
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input := bufio.NewScanner(os.Stdin)
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for input.Scan() {
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counts[input.Text()]++
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}
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// NOTE: ignoring potential errors from input.Err()
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for line, n := range counts {
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if n > 1 {
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fmt.Printf("%d\t%s\n", n, line)
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}
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}
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}
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```
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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。
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**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`。
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(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。)
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每次`dup`读取一行输入,该行被当做键存入`map`,其对应的值递增。`counts[input.Text()]++`语句等价下面两句:
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```go
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line := input.Text()
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counts[line] = counts[line] + 1
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```
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`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。
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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)
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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。
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程序使用短变量声明创建`bufio.Scanner`类型的变量`input`。
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```
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input := bufio.NewScanner(os.Stdin)
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```
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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`。
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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。
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`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:
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```
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%d 十进制整数
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%x, %o, %b 十六进制,八进制,二进制整数。
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%f, %g, %e 浮点数: 3.141593 3.141592653589793 3.141593e+00
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%t 布尔:true或false
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%c 字符(rune) (Unicode码点)
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%s 字符串
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%q 带双引号的字符串"abc"或带单引号的字符'c'
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%v 变量的自然形式(natural format)
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%T 变量的类型
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%% 字面上的百分号标志(无操作数)
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```
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`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`。)
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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。
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<u><i>gopl.io/ch1/dup2</i></u>
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```go
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// Dup2 prints the count and text of lines that appear more than once
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// in the input. It reads from stdin or from a list of named files.
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package main
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import (
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"bufio"
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"fmt"
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"os"
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)
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func main() {
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counts := make(map[string]int)
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files := os.Args[1:]
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if len(files) == 0 {
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countLines(os.Stdin, counts)
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} else {
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for _, arg := range files {
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f, err := os.Open(arg)
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if err != nil {
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fmt.Fprintf(os.Stderr, "dup2: %v\n", err)
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continue
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}
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countLines(f, counts)
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f.Close()
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}
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}
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for line, n := range counts {
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if n > 1 {
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fmt.Printf("%d\t%s\n", n, line)
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}
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}
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}
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func countLines(f *os.File, counts map[string]int) {
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input := bufio.NewScanner(f)
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for input.Scan() {
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counts[input.Text()]++
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}
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// NOTE: ignoring potential errors from input.Err()
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}
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```
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`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。
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`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。
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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。
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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)
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`map`是一个由`make`函数创建的数据结构的引用。`map`作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)
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`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。)
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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。
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<u><i>gopl.io/ch1/dup3</i></u>
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```go
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package main
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import (
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"fmt"
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"io/ioutil"
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"os"
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"strings"
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)
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func main() {
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counts := make(map[string]int)
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for _, filename := range os.Args[1:] {
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data, err := ioutil.ReadFile(filename)
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if err != nil {
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fmt.Fprintf(os.Stderr, "dup3: %v\n", err)
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continue
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}
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for _, line := range strings.Split(string(data), "\n") {
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counts[line]++
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}
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}
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for line, n := range counts {
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if n > 1 {
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fmt.Printf("%d\t%s\n", n, line)
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}
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}
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}
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```
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`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。
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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。
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**练习 1.4:** 修改`dup2`,出现重复的行时打印文件名称。
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