Go文件操作

UNIX 的一个基础设计就是"万物皆文件"(everything is a file)。我们不必知道一个文件到底映射成什么，操作系统的设备驱动抽象成文件。操作系统为设备提供了文件格式的接口。

Go语言中的reader和writer接口也类似。我们只需简单的读写字节，不必知道reader的数据来自哪里，也不必知道writer将数据发送到哪里。

你可以在/dev下查看可用的设备，有些可能需要较高的权限才能访问。

基本操作

创建空文件

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package main import ( "log" "os" ) var ( newFile *os.File err error ) func main() { newFile, err = os.Create("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } log.Println(newFile) newFile.Close() }

Truncate文件

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package main import ( "log" "os" ) func main() { // 裁剪一个文件到100个字节。 // 如果文件本来就少于100个字节，则文件中原始内容得以保留，剩余的字节以null字节填充。 // 如果文件本来超过100个字节，则超过的字节会被抛弃。 // 这样我们总是得到精确的100个字节的文件。 // 传入0则会清空文件。 err := os.Truncate("test.txt", 100) if err != nil { log.Fatal(err) } }

得到文件信息

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package main import ( "fmt" "log" "os" ) var ( fileInfo os.FileInfo err error ) func main() { // 如果文件不存在，则返回错误 fileInfo, err = os.Stat("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Println("File name:", fileInfo.Name()) fmt.Println("Size in bytes:", fileInfo.Size()) fmt.Println("Permissions:", fileInfo.Mode()) fmt.Println("Last modified:", fileInfo.ModTime()) fmt.Println("Is Directory: ", fileInfo.IsDir()) fmt.Printf("System interface type: %T\n", fileInfo.Sys()) fmt.Printf("System info: %+v\n\n", fileInfo.Sys()) }

重命名和移动

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package main import ( "log" "os" ) func main() { originalPath := "test.txt" newPath := "test2.txt" err := os.Rename(originalPath, newPath) if err != nil { log.Fatal(err) } }

译者按： rename 和 move 原理一样

删除文件

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package main import ( "log" "os" ) func main() { err := os.Remove("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } }

打开和关闭文件

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package main import ( "log" "os" ) func main() { // 简单地以只读的方式打开。下面的例子会介绍读写的例子。 file, err := os.Open("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } file.Close() // OpenFile提供更多的选项。 // 最后一个参数是权限模式permission mode // 第二个是打开时的属性 file, err = os.OpenFile("test.txt", os.O_APPEND, 0666) if err != nil { log.Fatal(err) } file.Close() // 下面的属性可以单独使用，也可以组合使用。 // 组合使用时可以使用 OR 操作设置 OpenFile的第二个参数，例如： // os.O_CREATE|os.O_APPEND // 或者 os.O_CREATE|os.O_TRUNC|os.O_WRONLY // os.O_RDONLY // 只读 // os.O_WRONLY // 只写 // os.O_RDWR // 读写 // os.O_APPEND // 往文件中添建（Append） // os.O_CREATE // 如果文件不存在则先创建 // os.O_TRUNC // 文件打开时裁剪文件 // os.O_EXCL // 和O_CREATE一起使用，文件不能存在 // os.O_SYNC // 以同步I/O的方式打开 }

译者按：熟悉Linux的读者应该很熟悉权限模式，通过Linux命令chmod可以更改文件的权限

https://www.linux.com/learn/understanding-linux-file-permissions

补充了原文未介绍的flag

检查文件是否存在

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package main import ( "log" "os" ) var ( fileInfo *os.FileInfo err error ) func main() { // 文件不存在则返回error fileInfo, err := os.Stat("test.txt") if err != nil { if os.IsNotExist(err) { log.Fatal("File does not exist.") } } log.Println("File does exist. File information:") log.Println(fileInfo) }

检查读写权限

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package main import ( "log" "os" ) func main() { // 这个例子测试写权限，如果没有写权限则返回error。 // 注意文件不存在也会返回error，需要检查error的信息来获取到底是哪个错误导致。 file, err := os.OpenFile("test.txt", os.O_WRONLY, 0666) if err != nil { if os.IsPermission(err) { log.Println("Error: Write permission denied.") } } file.Close() // 测试读权限 file, err = os.OpenFile("test.txt", os.O_RDONLY, 0666) if err != nil { if os.IsPermission(err) { log.Println("Error: Read permission denied.") } } file.Close() }

改变权限、拥有者、时间戳

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package main import ( "log" "os" "time" ) func main() { // 使用Linux风格改变文件权限 err := os.Chmod("test.txt", 0777) if err != nil { log.Println(err) } // 改变文件所有者 err = os.Chown("test.txt", os.Getuid(), os.Getgid()) if err != nil { log.Println(err) } // 改变时间戳 twoDaysFromNow := time.Now().Add(48 * time.Hour) lastAccessTime := twoDaysFromNow lastModifyTime := twoDaysFromNow err = os.Chtimes("test.txt", lastAccessTime, lastModifyTime) if err != nil { log.Println(err) } }

硬链接和软链接

一个普通的文件是一个指向硬盘的inode的地方。

硬链接创建一个新的指针指向同一个地方。只有所有的链接被删除后文件才会被删除。硬链接只在相同的文件系统中才工作。你可以认为一个硬链接是一个正常的链接。

symbolic link，又叫软连接，和硬链接有点不一样，它不直接指向硬盘中的相同的地方，而是通过名字引用其它文件。他们可以指向不同的文件系统中的不同文件。并不是所有的操作系统都支持软链接。

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package main import ( "os" "log" "fmt" ) func main() { // 创建一个硬链接。 // 创建后同一个文件内容会有两个文件名，改变一个文件的内容会影响另一个。 // 删除和重命名不会影响另一个。 err := os.Link("original.txt", "original_also.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Println("creating sym") // Create a symlink err = os.Symlink("original.txt", "original_sym.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } // Lstat返回一个文件的信息，但是当文件是一个软链接时，它返回软链接的信息，而不是引用的文件的信息。 // Symlink在Windows中不工作。 fileInfo, err := os.Lstat("original_sym.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Printf("Link info: %+v", fileInfo) //改变软链接的拥有者不会影响原始文件。 err = os.Lchown("original_sym.txt", os.Getuid(), os.Getgid()) if err != nil { log.Fatal(err) } }

读写

复制文件

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package main import ( "os" "log" "io" ) func main() { // 打开原始文件 originalFile, err := os.Open("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } defer originalFile.Close() // 创建新的文件作为目标文件 newFile, err := os.Create("test_copy.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } defer newFile.Close() // 从源中复制字节到目标文件 bytesWritten, err := io.Copy(newFile, originalFile) if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Copied %d bytes.", bytesWritten) // 将文件内容flush到硬盘中 err = newFile.Sync() if err != nil { log.Fatal(err) } }

跳转到文件指定位置(Seek)

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package main import ( "os" "fmt" "log" ) func main() { file, _ := os.Open("test.txt") defer file.Close() // 偏离位置，可以是正数也可以是负数 var offset int64 = 5 // 用来计算offset的初始位置 // 0 = 文件开始位置 // 1 = 当前位置 // 2 = 文件结尾处 var whence int = 0 newPosition, err := file.Seek(offset, whence) if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Println("Just moved to 5:", newPosition) // 从当前位置回退两个字节 newPosition, err = file.Seek(-2, 1) if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Println("Just moved back two:", newPosition) // 使用下面的技巧得到当前的位置 currentPosition, err := file.Seek(0, 1) fmt.Println("Current position:", currentPosition) // 转到文件开始处 newPosition, err = file.Seek(0, 0) if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Println("Position after seeking 0,0:", newPosition) }

写文件

可以使用os包写入一个打开的文件。

因为Go可执行包是静态链接的可执行文件，你import的每一个包都会增加你的可执行文件的大小。其它的包如io、｀ioutil｀、｀bufio｀提供了一些方法，但是它们不是必须的。

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package main import ( "os" "log" ) func main() { // 可写方式打开文件 file, err := os.OpenFile( "test.txt", os.O_WRONLY|os.O_TRUNC|os.O_CREATE, 0666, ) if err != nil { log.Fatal(err) } defer file.Close() // 写字节到文件中 byteSlice := []byte("Bytes!\n") bytesWritten, err := file.Write(byteSlice) if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Wrote %d bytes.\n", bytesWritten) }

快写文件

ioutil包有一个非常有用的方法WriteFile()可以处理创建／打开文件、写字节slice和关闭文件一系列的操作。如果你需要简洁快速地写字节slice到文件中，你可以使用它。

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package main import ( "io/ioutil" "log" ) func main() { err := ioutil.WriteFile("test.txt", []byte("Hi\n"), 0666) if err != nil { log.Fatal(err) } }

使用缓存写

bufio包提供了带缓存功能的writer，所以你可以在写字节到硬盘前使用内存缓存。当你处理很多的数据很有用，因为它可以节省操作硬盘I/O的时间。在其它一些情况下它也很有用，比如你每次写一个字节，把它们攒在内存缓存中，然后一次写入到硬盘中，减少硬盘的磨损以及提升性能。

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package main import ( "log" "os" "bufio" ) func main() { // 打开文件，只写 file, err := os.OpenFile("test.txt", os.O_WRONLY, 0666) if err != nil { log.Fatal(err) } defer file.Close() // 为这个文件创建buffered writer bufferedWriter := bufio.NewWriter(file) // 写字节到buffer bytesWritten, err := bufferedWriter.Write( []byte{65, 66, 67}, ) if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Bytes written: %d\n", bytesWritten) // 写字符串到buffer // 也可以使用 WriteRune() 和 WriteByte() bytesWritten, err = bufferedWriter.WriteString( "Buffered string\n", ) if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Bytes written: %d\n", bytesWritten) // 检查缓存中的字节数 unflushedBufferSize := bufferedWriter.Buffered() log.Printf("Bytes buffered: %d\n", unflushedBufferSize) // 还有多少字节可用（未使用的缓存大小） bytesAvailable := bufferedWriter.Available() if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Available buffer: %d\n", bytesAvailable) // 写内存buffer到硬盘 bufferedWriter.Flush() // 丢弃还没有flush的缓存的内容，清除错误并把它的输出传给参数中的writer // 当你想将缓存传给另外一个writer时有用 bufferedWriter.Reset(bufferedWriter) bytesAvailable = bufferedWriter.Available() if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Available buffer: %d\n", bytesAvailable) // 重新设置缓存的大小。 // 第一个参数是缓存应该输出到哪里，这个例子中我们使用相同的writer。 // 如果我们设置的新的大小小于第一个参数writer的缓存大小， 比如10，我们不会得到一个10字节大小的缓存， // 而是writer的原始大小的缓存，默认是4096。 // 它的功能主要还是为了扩容。 bufferedWriter = bufio.NewWriterSize( bufferedWriter, 8000, ) // resize后检查缓存的大小 bytesAvailable = bufferedWriter.Available() if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Available buffer: %d\n", bytesAvailable) }

读取最多N个字节

os.File提供了文件操作的基本功能， 而io、ioutil、bufio提供了额外的辅助函数。

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package main import ( "os" "log" ) func main() { // 打开文件，只读 file, err := os.Open("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } defer file.Close() // 从文件中读取len(b)字节的文件。 // 返回0字节意味着读取到文件尾了 // 读取到文件会返回io.EOF的error byteSlice := make([]byte, 16) bytesRead, err := file.Read(byteSlice) if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Number of bytes read: %d\n", bytesRead) log.Printf("Data read: %s\n", byteSlice) }

读取正好N个字节

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package main import ( "os" "log" "io" ) func main() { // Open file for reading file, err := os.Open("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } // file.Read()可以读取一个小文件到大的byte slice中， // 但是io.ReadFull()在文件的字节数小于byte slice字节数的时候会返回错误 byteSlice := make([]byte, 2) numBytesRead, err := io.ReadFull(file, byteSlice) if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Number of bytes read: %d\n", numBytesRead) log.Printf("Data read: %s\n", byteSlice) }

读取至少N个字节

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package main import ( "os" "log" "io" ) func main() { // 打开文件，只读 file, err := os.Open("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } byteSlice := make([]byte, 512) minBytes := 8 // io.ReadAtLeast()在不能得到最小的字节的时候会返回错误，但会把已读的文件保留 numBytesRead, err := io.ReadAtLeast(file, byteSlice, minBytes) if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Number of bytes read: %d\n", numBytesRead) log.Printf("Data read: %s\n", byteSlice) }

读取全部字节

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package main import ( "os" "log" "fmt" "io/ioutil" ) func main() { file, err := os.Open("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } // os.File.Read(), io.ReadFull() 和 // io.ReadAtLeast() 在读取之前都需要一个固定大小的byte slice。 // 但ioutil.ReadAll()会读取reader(这个例子中是file)的每一个字节，然后把字节slice返回。 data, err := ioutil.ReadAll(file) if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Printf("Data as hex: %x\n", data) fmt.Printf("Data as string: %s\n", data) fmt.Println("Number of bytes read:", len(data)) }

快读到内存

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package main import ( "log" "io/ioutil" ) func main() { // 读取文件到byte slice中 data, err := ioutil.ReadFile("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Data read: %s\n", data) }

使用缓存读

有缓存写也有缓存读。

缓存reader会把一些内容缓存在内存中。它会提供比os.File和io.Reader更多的函数,缺省的缓存大小是4096，最小缓存是16。

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package main import ( "os" "log" "bufio" "fmt" ) func main() { // 打开文件，创建buffered reader file, err := os.Open("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } bufferedReader := bufio.NewReader(file) // 得到字节，当前指针不变 byteSlice := make([]byte, 5) byteSlice, err = bufferedReader.Peek(5) if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Printf("Peeked at 5 bytes: %s\n", byteSlice) // 读取，指针同时移动 numBytesRead, err := bufferedReader.Read(byteSlice) if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Printf("Read %d bytes: %s\n", numBytesRead, byteSlice) // 读取一个字节, 如果读取不成功会返回Error myByte, err := bufferedReader.ReadByte() if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Printf("Read 1 byte: %c\n", myByte) // 读取到分隔符，包含分隔符，返回byte slice dataBytes, err := bufferedReader.ReadBytes('\n') if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Printf("Read bytes: %s\n", dataBytes) // 读取到分隔符，包含分隔符，返回字符串 dataString, err := bufferedReader.ReadString('\n') if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Printf("Read string: %s\n", dataString) //这个例子读取了很多行，所以test.txt应该包含多行文本才不至于出错 }

使用 scanner

Scanner是bufio包下的类型,在处理文件中以分隔符分隔的文本时很有用。

通常我们使用换行符作为分隔符将文件内容分成多行。在CSV文件中，逗号一般作为分隔符。

os.File文件可以被包装成bufio.Scanner，它就像一个缓存reader。

我们会调用Scan()方法去读取下一个分隔符，使用Text()或者Bytes()获取读取的数据。

分隔符可以不是一个简单的字节或者字符，有一个特殊的方法可以实现分隔符的功能，以及将指针移动多少，返回什么数据。

如果没有定制的SplitFunc提供，缺省的ScanLines会使用newline字符作为分隔符，其它的分隔函数还包括ScanRunes和ScanWords,皆在bufio包中。

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// To define your own split function, match this fingerprint type SplitFunc func(data []byte, atEOF bool) (advance int, token []byte, err error) // Returning (0, nil, nil) will tell the scanner // to scan again, but with a bigger buffer because // it wasn't enough data to reach the delimiter

下面的例子中，为一个文件创建了bufio.Scanner，并按照单词逐个读取：

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package main import ( "os" "log" "fmt" "bufio" ) func main() { file, err := os.Open("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } scanner := bufio.NewScanner(file) // 缺省的分隔函数是bufio.ScanLines,我们这里使用ScanWords。 // 也可以定制一个SplitFunc类型的分隔函数 scanner.Split(bufio.ScanWords) // scan下一个token. success := scanner.Scan() if success == false { // 出现错误或者EOF是返回Error err = scanner.Err() if err == nil { log.Println("Scan completed and reached EOF") } else { log.Fatal(err) } } // 得到数据，Bytes() 或者 Text() fmt.Println("First word found:", scanner.Text()) // 再次调用scanner.Scan()发现下一个token }

压缩

打包(zip) 文件

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// This example uses zip but standard library // also supports tar archives package main import ( "archive/zip" "log" "os" ) func main() { // 创建一个打包文件 outFile, err := os.Create("test.zip") if err != nil { log.Fatal(err) } defer outFile.Close() // 创建zip writer zipWriter := zip.NewWriter(outFile) // 往打包文件中写文件。 // 这里我们使用硬编码的内容，你可以遍历一个文件夹，把文件夹下的文件以及它们的内容写入到这个打包文件中。 var filesToArchive = []struct { Name, Body string } { {"test.txt", "String contents of file"}, {"test2.txt", "\x61\x62\x63\n"}, } // 下面将要打包的内容写入到打包文件中，依次写入。 for _, file := range filesToArchive { fileWriter, err := zipWriter.Create(file.Name) if err != nil { log.Fatal(err) } _, err = fileWriter.Write([]byte(file.Body)) if err != nil { log.Fatal(err) } } // 清理 err = zipWriter.Close() if err != nil { log.Fatal(err) } }

抽取(unzip) 文件

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// This example uses zip but standard library // also supports tar archives package main import ( "archive/zip" "log" "io" "os" "path/filepath" ) func main() { zipReader, err := zip.OpenReader("test.zip") if err != nil { log.Fatal(err) } defer zipReader.Close() // 遍历打包文件中的每一文件/文件夹 for _, file := range zipReader.Reader.File { // 打包文件中的文件就像普通的一个文件对象一样 zippedFile, err := file.Open() if err != nil { log.Fatal(err) } defer zippedFile.Close() // 指定抽取的文件名。 // 你可以指定全路径名或者一个前缀，这样可以把它们放在不同的文件夹中。 // 我们这个例子使用打包文件中相同的文件名。 targetDir := "./" extractedFilePath := filepath.Join( targetDir, file.Name, ) // 抽取项目或者创建文件夹 if file.FileInfo().IsDir() { // 创建文件夹并设置同样的权限 log.Println("Creating directory:", extractedFilePath) os.MkdirAll(extractedFilePath, file.Mode()) } else { //抽取正常的文件 log.Println("Extracting file:", file.Name) outputFile, err := os.OpenFile( extractedFilePath, os.O_WRONLY|os.O_CREATE|os.O_TRUNC, file.Mode(), ) if err != nil { log.Fatal(err) } defer outputFile.Close() // 通过io.Copy简洁地复制文件内容 _, err = io.Copy(outputFile, zippedFile) if err != nil { log.Fatal(err) } } } }

压缩文件

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// 这个例子中使用gzip压缩格式，标准库还支持zlib, bz2, flate, lzw package main import ( "os" "compress/gzip" "log" ) func main() { outputFile, err := os.Create("test.txt.gz") if err != nil { log.Fatal(err) } gzipWriter := gzip.NewWriter(outputFile) defer gzipWriter.Close() // 当我们写如到gizp writer数据时，它会依次压缩数据并写入到底层的文件中。 // 我们不必关心它是如何压缩的，还是像普通的writer一样操作即可。 _, err = gzipWriter.Write([]byte("Gophers rule!\n")) if err != nil { log.Fatal(err) } log.Println("Compressed data written to file.") }

解压缩文件

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// 这个例子中使用gzip压缩格式，标准库还支持zlib, bz2, flate, lzw package main import ( "compress/gzip" "log" "io" "os" ) func main() { // 打开一个gzip文件。 // 文件是一个reader,但是我们可以使用各种数据源，比如web服务器返回的gzipped内容， // 它的内容不是一个文件，而是一个内存流 gzipFile, err := os.Open("test.txt.gz") if err != nil { log.Fatal(err) } gzipReader, err := gzip.NewReader(gzipFile) if err != nil { log.Fatal(err) } defer gzipReader.Close() // 解压缩到一个writer,它是一个file writer outfileWriter, err := os.Create("unzipped.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } defer outfileWriter.Close() // 复制内容 _, err = io.Copy(outfileWriter, gzipReader) if err != nil { log.Fatal(err) } }

其它

临时文件和目录

ioutil提供了两个函数: TempDir() 和 TempFile()。

使用完毕后，调用者负责删除这些临时文件和文件夹。

有一点好处就是当你传递一个空字符串作为文件夹名的时候，它会在操作系统的临时文件夹中创建这些项目（/tmp on Linux）。

os.TempDir()返回当前操作系统的临时文件夹。

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package main import ( "os" "io/ioutil" "log" "fmt" ) func main() { // 在系统临时文件夹中创建一个临时文件夹 tempDirPath, err := ioutil.TempDir("", "myTempDir") if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Println("Temp dir created:", tempDirPath) // 在临时文件夹中创建临时文件 tempFile, err := ioutil.TempFile(tempDirPath, "myTempFile.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Println("Temp file created:", tempFile.Name()) // ... 做一些操作 ... // 关闭文件 err = tempFile.Close() if err != nil { log.Fatal(err) } // 删除我们创建的资源 err = os.Remove(tempFile.Name()) if err != nil { log.Fatal(err) } err = os.Remove(tempDirPath) if err != nil { log.Fatal(err) } }

通过HTTP下载文件

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package main import ( "os" "io" "log" "net/http" ) func main() { newFile, err := os.Create("devdungeon.html") if err != nil { log.Fatal(err) } defer newFile.Close() url := "http://www.devdungeon.com/archive" response, err := http.Get(url) defer response.Body.Close() // 将HTTP response Body中的内容写入到文件 // Body满足reader接口，因此我们可以使用ioutil.Copy numBytesWritten, err := io.Copy(newFile, response.Body) if err != nil { log.Fatal(err) } log.Printf("Downloaded %d byte file.\n", numBytesWritten) }

哈希和摘要

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package main import ( "crypto/md5" "crypto/sha1" "crypto/sha256" "crypto/sha512" "log" "fmt" "io/ioutil" ) func main() { // 得到文件内容 data, err := ioutil.ReadFile("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } // 计算Hash fmt.Printf("Md5: %x\n\n", md5.Sum(data)) fmt.Printf("Sha1: %x\n\n", sha1.Sum(data)) fmt.Printf("Sha256: %x\n\n", sha256.Sum256(data)) fmt.Printf("Sha512: %x\n\n", sha512.Sum512(data)) }

上面的例子复制整个文件内容到内存中，传递给hash函数。

另一个方式是创建一个hash writer, 使用Write、WriteString、Copy将数据传给它。

下面的例子使用 md5 hash,但你可以使用其它的Writer。

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package main import ( "crypto/md5" "log" "fmt" "io" "os" ) func main() { file, err := os.Open("test.txt") if err != nil { log.Fatal(err) } defer file.Close() //创建一个新的hasher,满足writer接口 hasher := md5.New() _, err = io.Copy(hasher, file) if err != nil { log.Fatal(err) } // 计算hash并打印结果。 // 传递 nil 作为参数，因为我们不通参数传递数据，而是通过writer接口。 sum := hasher.Sum(nil) fmt.Printf("Md5 checksum: %x\n", sum) }