I/O 与 CLI

这一课你将能做到

1. 用 flag 和 os 编写带子命令式参数的命令行工具，并正确处理 -h 帮助输出
2. 用 os / bufio 完成文件的整读、整写、逐行流式处理，说出 io.Reader/Writer 的组合意义
3. 用 encoding/json 在结构体与 JSON 之间互转，掌握 tag 常用规则

为什么要学

Go 的看家本领之一就是写工具：Docker、kubectl、hugo、terraform 全是 Go 写的 CLI。原因很简单——单二进制 + 静态编译 + 跨平台，分发即运行。

这一课同时打通两个通用能力：一是命令行参数解析（flag 起步，cobra 是业界进阶标准），二是文件与流的读写。核心思想一句话：Go 把一切输入输出抽象成 io.Reader / io.Writer 两个单方法接口，文件、网络、内存、压缩全部围绕它们组合。

先建立图像

                 io.Reader（读进来）            io.Writer（写出去）
磁盘文件 ──▶ os.File ──┐                        ┌── os.File ──▶ 磁盘文件
网络连接 ──▶ conn   ──┤   ┌──────────────┐     ├── conn   ──▶ 网络连接
字符串   ──▶ strings.Reader ─┤   你的程序    │ ──▶ bytes.Buffer ─▶ 内存
标准输入 ──▶ os.Stdin ──┘   └──────────────┘     └── os.Stdout ─▶ 终端

所有源/目的地都实现同一对接口 → 中间处理代码可以无痛换数据源
bufio 是加在 Reader/Writer 上的「缓冲层」，攒够一批再搬运

跟着做

步骤 1：os.Args——最朴素的参数

package main

import (
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	fmt.Println("程序名:", os.Args[0])
	fmt.Println("参数个数:", len(os.Args)-1)
	for i, arg := range os.Args[1:] {
		fmt.Printf("第 %d 个参数: %s\n", i+1, arg)
	}
}

运行：go run . hello 42。能用，但要自己处理顺序、默认值、类型转换——所以有了 flag。

步骤 2：flag 包——声明式参数

package main

import (
	"flag"
	"fmt"
)

func main() {
	// 参数名、默认值、帮助说明
	name := flag.String("name", "世界", "称呼")
	times := flag.Int("times", 1, "重复次数")
	verbose := flag.Bool("v", false, "详细输出")

	flag.Parse() // 解析，必须在取值之前

	for i := 0; i < *times; i++ {
		fmt.Printf("你好, %s!\n", *name)
	}
	if *verbose {
		fmt.Println("verbose 模式已开启")
	}
}

$ go run . -name=Gopher -times=2 -v
你好, Gopher!
你好, Gopher!
verbose 模式已开启

$ go run . -h     # 自动生成帮助

返回的是指针（*string），因为 flag 在 Parse 时才能填值。

步骤 3：读文件——整读与流式

package main

import (
	"bufio"
	"fmt"
	"os"
	"strings"
)

func main() {
	// 先造一个演示文件
	err := os.WriteFile("demo.txt",
		[]byte("第一行\n第二行\n第三行\n"), 0644)
	if err != nil {
		fmt.Println("写文件失败:", err)
		return
	}

	// 方式一：os.ReadFile 整读（小文件，一把梭）
	data, err := os.ReadFile("demo.txt")
	if err != nil {
		fmt.Println("读文件失败:", err)
		return
	}
	fmt.Println("整读字节量:", len(data))

	// 方式二：bufio.Scanner 逐行流式（大文件友好，内存恒定）
	f, err := os.Open("demo.txt")
	if err != nil {
		fmt.Println("打开失败:", err)
		return
	}
	defer f.Close() // 打开的文件必须关闭

	scanner := bufio.NewScanner(f)
	lineNo := 0
	for scanner.Scan() { // 逐行推进
		lineNo++
		fmt.Printf("第%d行: %s\n", lineNo, scanner.Text())
	}
	// Scan 循环结束后必须检查 scanner.Err()，否则读错误会被静默吞掉
	if err := scanner.Err(); err != nil {
		fmt.Println("扫描出错:", err)
	}

	// Scanner 也能扫内存：strings.Reader 同样是 io.Reader
	sc := bufio.NewScanner(strings.NewReader("a b c"))
	sc.Split(bufio.ScanWords) // 按词切分
	for sc.Scan() {
		fmt.Print(sc.Text(), "|")
	}
	fmt.Println()
}