1. OS库基础用法

Golang的os包提供了一个平台无关的接口，用于操作操作系统功能。接下来我们将探讨如何利用os包来处理文件打开、关闭，读取、写入以及文件属性的获取和设置。

1.1 打开与关闭文件

在Go语言中，可以使用os.Open函数打开一个文件，这将返回*os.File对象和一个error。一旦文件打开，就可以进行读取、写入等操作。完成操作后，应调用file.Close以关闭文件并释放相应的资源。

下面是一个打开文件的例子：

package main

import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    // 打开当前目录下的test.txt文件
    file, err := os.Open("test.txt")
    if err != nil {
        // 打开文件出错处理
        fmt.Println("Error opening file:", err)
        return
    }
    // 使用defer语句确保文件最终被关闭
    defer file.Close()

    // 文件处理操作...

    fmt.Println("File opened successfully")
}

在上面的代码中，我们使用了defer语句来确保file.Close无论如何都会被执行。这是Go语言中常见的惯用法，用于处理资源解放。

1.2 文件的读写操作

os.File类型有Read和Write方法，可以用来进行文件的读写操作。Read方法从文件中读取数据到一个byte切片中，Write方法将一个byte切片的数据写入文件。

下面的例子演示了如何读取和写入文件：

package main

import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    // 打开文件
    file, err := os.OpenFile("test.txt", os.O_RDWR, 0644)
    if err != nil {
        fmt.Println("Error opening file:", err)
        return
    }
    defer file.Close()

    // 写文件内容
    message := []byte("Hello, Gophers!")
    _, writeErr := file.Write(message)
    if writeErr != nil {
        fmt.Println("Error writing to file:", writeErr)
        return
    }
    
    // 从头开始读文件
    file.Seek(0, 0)
    buffer := make([]byte, len(message))
    _, readErr := file.Read(buffer)
    if readErr != nil {
        fmt.Println("Error reading file:", readErr)
        return
    }
    
    fmt.Println("File content:", string(buffer))
}

在这个示例中，我们使用了os.OpenFile而不是os.Open。os.OpenFile函数允许指定在打开文件时使用的模式和权限。在上面的例子中，使用了os.O_RDWR标志，意味着文件将以读写模式打开。

1.3 文件属性和权限

可以使用os包中的函数来访问和修改文件的状态信息。使用os.Stat或os.Lstat来获取os.FileInfo接口，该接口提供了关于文件的信息，如大小、权限、修改时间等。

下面是如何获取文件状态的示例：

package main

import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    fileInfo, err := os.Stat("test.txt")
    if err != nil {
        fmt.Println("Error getting file information:", err)
        return
    }

    // 打印文件大小
    fmt.Printf("File size: %d bytes\n", fileInfo.Size())

    // 打印文件权限
    fmt.Printf("File permissions: %s\n", fileInfo.Mode())
}

如果需要改变文件名或者修改文件的权限，可以使用os.Rename重命名文件或os.Chmod改变文件权限。

package main

import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    // 修改文件权限为只读
    err := os.Chmod("test.txt", 0444)
    if err != nil {
        fmt.Println("Error changing file permissions:", err)
        return
    }

    // 重命名文件
    renameErr := os.Rename("test.txt", "renamed.txt")
    if renameErr != nil {
        fmt.Println("Error renaming file:", renameErr)
        return
    }
    
    fmt.Println("File operations successful")
}

在这里，我们将test.txt文件的权限更改为只读，然后将该文件重命名为renamed.txt。注意，修改文件权限时要小心，错误的权限设置可能会导致无法访问文件。

2. IO库基础用法

在Go语言中，io库对I/O原语（输入/输出操作）的操作提供了基本的接口。io库设计上遵循了简洁和统一接口的原则，这些接口为不同类型的I/O操作，如文件读写、网络通信、数据缓存等提供了基础的支撑。

2.2 使用Reader和Writer接口

io.Reader和io.Writer是两个基础的接口，用于指定对象的读和写操作。它们被不同的类型实现，例如文件、网络连接和缓冲区等。

io.Reader

io.Reader接口有一个Read方法：

Read(p []byte) (n int, err error)

这个方法从io.Reader中读取最多len(p)字节的数据写入p。它返回读取的字节数n（0 <= n <= len(p)），以及遇到的任何错误。

示例代码：

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "strings"
)

func main() {
    r := strings.NewReader("你好，世界！")

    buf := make([]byte, 4)
    for {
        n, err := r.Read(buf)
        if err == io.EOF {
            break
        }
        fmt.Printf("读取的字节数: %d, 内容: %s\n", n, buf[:n])
    }
}

在这个例子中，我们创建了一个strings.NewReader从字符串中读取数据，并以每次4字节的方式读取数据。

io.Writer

io.Writer接口有一个Write方法：

Write(p []byte) (n int, err error)

这个方法将p中的数据写入基础数据流，返回写入的字节数和遇到的任何错误。

示例代码：

package main

import (
    "os"
)

func main() {
    data := []byte("Hello, World!\n")
    n, err := os.Stdout.Write(data)
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Printf("写入的字节数: %d\n", n)
}

这个示例将一个简单的字符串写入到标准输出os.Stdout中，这里作为一个实现io.Writer的对象。

2.3 高级读写功能

io库提供了一些高级的功能，可以简化一些常见任务，比如复制数据、读取指定数量的数据等。

Copy函数

io.Copy是一个将数据从io.Reader直接复制到io.Writer的便捷方法，无需中间缓冲。

示例代码：

package main

import (
    "io"
    "os"
    "strings"
)

func main() {
    r := strings.NewReader("简单复制操作示例")
    _, err := io.Copy(os.Stdout, r)
    if err != nil {
        panic(err)
    }
}

在这个示例中，我们将一个字符串直接复制到了标准输出。

ReadAtLeast函数

io.ReadAtLeast函数用来确保在返回之前从io.Reader读取到至少指定数量的数据。

func ReadAtLeast(r Reader, buf []byte, min int) (n int, err error)

示例代码：

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "strings"
)

func main() {
    r := strings.NewReader("Go语言中文网")
    buf := make([]byte, 14)
    n, err := io.ReadAtLeast(r, buf, 14)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }
    fmt.Printf("%s\n", buf[:n])
}

在这个例子中，io.ReadAtLeast会尽量读取至少14字节的数据到buf中。

这些高级读写功能可以让你更有效地处理I/O相关任务，为构建更复杂的程序逻辑打下良好的基础。