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1.3. 査找重複的行
对文件做拷貝、打印、蒐索、排序、統計或类似事情的程序都有一个差不多的程序結構:一個處理輸入的循環,在每個元素上執行計算處理,在處理的同時或最后产生输出。我們會展示一個名爲dup的程序的三個版本;靈感來自於Unix的uniq命令,其寻找相鄰的重複行。该程序使用的结构和包是个模版,可以方便地修改。
dup的第一個版本打印標準輸入中多次出現的行,以重复次数开头。该程序將引入if语句,map數據类型以及bufio包。
gopl.io/ch1/dup1
// 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循環一樣,if语句條件兩邊也不加括號,但是主体部分需要加。if语句的else部分是可选的,并在if的條件爲false時執行。
映射(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。键可以是任意類型,只要其值能用==運算符比较,最常见的例子是字符串;值则可以是任意类型。這個例子中的键是字符串,值是整数。內置函數make創建空映射,此外,它還有别的作用。4.3节讨论映射。
每次dup讀取一行輸入,该行被當做映射的一个键,其对应的值递增。counts[input.Text()]++語句等價下面兩句:
line := input.Text()
counts[line] = counts[line] + 1
映射不含某個键時不用擔心,首次遇到新行时,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这个映射上迭代。跟之前类似,每次迭代得到两个结果,键和其在映射中对应的值。映射的迭代順序并不確定,從實踐來看,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。
继续来看bufio包,它使處理輸入和輸出方便又高效。Scanner類型是该包最有用的特性之一,它读取输入并将其拆成行或單詞;通常是處理行形式的輸入最簡單的方法。
程序使用短變量聲明創建bufio.Scanner类型的变量input。
input := bufio.NewScanner(os.Stdin)
该变量從程序的標準輸入中讀取內容。每次調用input.Scanner,即读入下一行,并移除行末的換行符;读取的内容可以调用input.Text()得到。Scan函数在读到一行时返迴true,在无输入时返迴false。
类似于C或其它語言里的printf函數,fmt.Printf函数对一些表达式产生格式化输出。该函数的首個參數是个格式字符串,指定后续参数被如何格式化。各個參數的格式取決於“轉換字符”(conversion character),形式为百分号后跟一個字母。举个例子,%d表示以十进制形式打印一個整型操作数,而%s則表示把字符串型操作数的值展开。
Printf有一大堆這種轉換,Go程序員称之为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 16進製,8進製,2進製整数。
%f, %g, %e 浮點數: 3.141593 3.141592653589793 3.141593e+00
%t 布爾:true或false
%c 字符(rune) (Unicode碼點)
%s 字符串
%q 帶雙引號的字符串"abc"或帶單引號的字符'c'
%v 變量的自然形式(natural format)
%T 變量的類型
%% 字面上的百分号標誌(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這些代表不可見字符的轉義字符(escap sequences)。默認情况下,Printf不會換行。按照慣例,以字母f結尾的格式化函數,如log.Printf和fmt.Errorf,都采用fmt.Printf的格式化准则。而以ln結尾的格式化函數,则遵循Println的方式,以跟%v差不多的方式格式化參數,并在最後添加一個換行符。
很多程序要么從標準輸入中讀取數據,如上面的例子所示,要么从一系列具名文件中讀取數據。dup程序的下个版本读取標準輸入或是使用os.Open打开各个具名文件, 并操作它们。
gopl.io/ch1/dup2
// 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函數返迴兩個值。第一個值是被打开的文件(*os.File),其后被Scanner讀取。
os.Open返迴的第二個值是內置error類型的值。如果err等于內置值nil(譯註:相當於其它語言里的NULL),那么文件被成功打開。读取文件,直到文件结束,然后调用Close關閉該文件,併釋放占用的所有資源。相反的话,如果err的值不是nil,说明打開文件時出错了。這種情況下,错误值描述了所遇到的問題。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, 向標準錯誤流打印一条信息,然後dup繼續處理下一個文件;continue語句直接跳到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節中深入介绍錯誤處理。
注意countLines函數在其聲明前被調用。函數和包級别的變量(package-level entities)可以任意順序聲明,併不影響其被調用。(譯註:最好還是遵循一定的規范)
map是一个由make函數創建的數據結構的引用。map作为爲參數傳遞給某函數時,该函數接收这个引用的一份拷贝(copy, 或译为副本),被调用函數對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。在我們的例子中,countLines函數向counts插入的值,也会被main函数看到。(譯註:類似於C++里的引用傳遞,實際上指針是另一個指針了,但內部存的值指向同一塊內存)
dup的前两个版本以"流”模式读取輸入,併根据需要拆分成多个行。理論上,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讀到內存中,一次分割爲多行,然後處理它们。下面这个版本, dup3,就是这么操作的。這個例子引入了ReadFile函數(来自于io/ioutil包),其读取指定文件的全部内容,strings.Split函數把字符串分割成子串的切片。(Split的作用前文提到的strings.Join相反。)
我們略微簡化了dup3。首先,由于ReadFile函數需要文件名作为參數, 因此隻讀指定文件,不读標準輸入。其次,由于行计数代码只在一处用到,故將其移回main函數。
gopl.io/ch1/dup3
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函數返迴一个字节切片(byte slice),必须把它轉換爲string, 才能用strings.Split分割。我們会在3.5.4節詳細講解字符串和字节切片。
实现上,bufio.Scanner、outil.ReadFile和ioutil.WriteFile都使用*os.File的Read和Write方法,但是,大多数程序員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。
練習 1.4: 脩改dup2,出现重複的行时打印文件名称。