一、概念
1.1 标准输入输出
在计算机编程和操作系统中，标准输入（stdin）、标准输出（stdout） 和 标准错误（stderr） 是三个非常重要的概念。它们是程序与外部环境（如用户或其他程序）进行交互的主要方式。
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标准输入（Standard Input, stdin）
- 定义：标准输入是程序从外部接收数据的默认通道。
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常见来源：
- 用户通过键盘输入。
- 来自其他程序的管道输入。
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文件描述符：0
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标准输出（Standard Output, stdout）
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定义：标准输出是程序向外部发送正常输出数据的默认通道。
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常见目标：
- 显示在终端或命令行窗口中。
- 输出到文件或通过管道传递给另一个程序。
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文件描述符：1
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标准错误（Standard Error, stderr）
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定义：标准错误是程序向外部发送错误信息的默认通道。
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目的：将错误信息与正常输出分开，以便更容易调试和处理错误。
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常见用途：
- 打印错误消息。
- 记录异常情况。
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文件描述符：2
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1.2 文件描述符
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文件描述符 是操作系统用于标识打开文件或其他I/O资源的整数。对于标准输入、标准输出和标准错误，它们分别对应以下文件描述符：
- 0：标准输入（stdin）
- 1：标准输出（stdout）
- 2：标准错误（stderr）
1.3实际应用
在批处理脚本或命令行工具中，您可以重定向这些流以实现更灵活的数据处理
二、go中的标准输入输出
在Go语言中，标准输入（stdin）、标准输出（stdout）和标准错误（stderr）通常通过 os 包中的预定义变量来访问。这些变量默认指向操作系统的标准文件描述符，其实理解成标准输入输出文件。
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标准输出和标准错误的默认行为
- 标准输出（stdout） 和 标准错误（stderr） 默认情况下会输出到终端或命令行窗口。
- 如果程序被重定向（例如通过命令行），则它们会被重定向到指定的目标文件或其他流。
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Go 中的标准文件描述符
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Go 的 os 包提供了以下预定义变量：
- os.Stdin：表示标准输入。
- os.Stdout：表示标准输出。
- os.Stderr：表示标准错误。
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这些变量底层使用了操作系统提供的文件描述符：
- 0：标准输入（stdin）
- 1：标准输出（stdout）
- 2：标准错误（stderr）
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如何确定输出目标
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命令行重定向(常见)：使用 > 或 2> 等符号可以将标准输出或标准错误重定向到文件。
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环境配置：配置标准输入输出的默认行为
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程序内部重定向
f, err := os.OpenFile("output.log", os.O_APPEND|os.O_CREATE|os.O_WRONLY, 0644) if err != nil { log.Fatal(err) } defer f.Close() // 将标准输出重定向到文件 log.SetOutput(f) // 或者使用 os.Stdout 和 os.Stderr os.Stdout = f os.Stderr = f
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三、输入输出默认行为的控制
3.1 默认控制
默认情况下，标准输出（stdout）和标准错误（stderr）会输出到终端或命令行窗口，这是由操作系统和运行时环境共同决定的。具体来说：
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操作系统层面：
- 操作系统为每个进程分配了三个标准文件描述符：0（stdin）、1（stdout）和2（stderr）。
- 这些文件描述符最初指向终端设备（例如TTY），即命令行窗口。
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运行时环境：
- 当程序启动时，操作系统会将这些文件描述符传递给程序的运行时环境。
- 对于Go程序，Go的运行时库会初始化 os.Stdin、os.Stdout 和 os.Stderr，并将它们绑定到这些文件描述符。
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应用程序层面：
- 应用程序通过标准库（如Go的 fmt.Println 或 log.Printf）使用这些文件描述符进行输入输出操作。
- 如果没有显式的重定向或修改，这些操作会直接写入初始绑定的目标（通常是终端）。
3.2 命令行重定向
当您在命令行中使用重定向符号（如 > 或 2>）时，操作系统会在启动程序之前修改这些文件描述符的绑定目标。
myprogram > output.txt 2> error.txt
在这个例子中，操作系统会将 stdout 绑定到 output.txt 文件，将 stderr 绑定到 error.txt 文件，然后再启动 myprogram。
3.3 代码显示修改流传向
这其实是修改了go中预定义变量的指向，指向其他文件描述符，操作系统层面标准文件描述符未变。
package main
import (
"fmt"
"io"
"log"
"os"
)
func main() {
// 打开一个日志文件
f, err := os.OpenFile("output.log", os.O_APPEND|os.O_CREATE|os.O_WRONLY, 0644)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
defer f.Close()
// 将标准输出重定向到文件
oldStdout := os.Stdout
os.Stdout = f
// 输出内容将写入文件
fmt.Println("This goes to the log file.")
// 恢复标准输出
os.Stdout = oldStdout
fmt.Println("This goes to the terminal.")
}
四、是不是重定向命令行程序没法接收，程序只能处理命令行参数？
重定向与命令行参数的区别
重定向和命令行参数是两种不同的机制，它们分别用于处理输入输出流和传递参数给程序。理解这两者的区别有助于更好地设计和使用命令行程序。
4.1 命令行参数
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定义：命令行参数是在启动程序时通过命令行传递给程序的参数。
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用途：用于配置程序的行为、指定文件路径、设置选项等。
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示例：
myprogram --input=input.txt --output=output.txt在Go中，可以通过 os.Args 或使用第三方库（如 flag 包）来解析命令行参数
package main import ( "flag" "fmt" ) func main() { input := flag.String("input", "", "input file path") output := flag.String("output", "", "output file path") flag.Parse() fmt.Printf("Input file: %s\n", *input) fmt.Printf("Output file: %s\n", *output) }
4.2 重定向
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定义：重定向是指将标准输入、标准输出或标准错误流重新指向其他文件或设备。
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用途：用于捕获程序的输出、提供批量输入数据、分离正常输出和错误信息等。
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示例：
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将标准输出重定向到文件：
myprogram > output.txt -
将标准错误重定向到文件：
myprogram 2> error.txt -
将文件内容作为标准输入：
myprogram < input.txt
在Go中，程序不需要显式处理重定向，因为操作系统会自动将重定向后的文件描述符传递给程序，重定向命令行是操作系统层面的，012已经重定向指向对应的文件。程序只需像往常一样读取 os.Stdin 和写入 os.Stdout、os.Stderr 即可。
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4.3 结合使用
您可以同时使用命令行参数和重定向。例如：
myprogram --output=output.txt < input.txt > processed.txt 2> error.txt
在这个例子中：
- --output=output.txt 是命令行参数，指定输出文件路径。
- < input.txt 将 input.txt 的内容作为标准输入。
- 1> processed.txt(> processed.txt) 将标准输出重定向到 processed.txt。
- 2> error.txt 将标准错误重定向到 error.txt。
程序如何处理
命令行参数：程序需要显式解析这些参数，通常在 main 函数中进行。
重定向：程序无需特别处理，只要正常使用 os.Stdin、os.Stdout 和 os.Stderr 即可。
package main
import (
"bufio"
"flag"
"fmt"
"log"
"os"
)
func main() {
// 解析命令行参数
output := flag.String("output", "", "output file path")
flag.Parse()
// 读取标准输入
scanner := bufio.NewScanner(os.Stdin)
var lines []string
for scanner.Scan() {
lines = append(lines, scanner.Text())
}
if err := scanner.Err(); err != nil {
log.Fatalf("Error reading input: %v", err)
}
// 写入标准输出或文件
var writer io.Writer
if *output == "" {
writer = os.Stdout
} else {
f, err := os.OpenFile(*output, os.O_WRONLY|os.O_CREATE|os.O_TRUNC, 0644)
if err != nil {
log.Fatalf("Error opening output file: %v", err)
}
defer f.Close()
writer = f
}
for _, line := range lines {
fmt.Fprintln(writer, line)
}
}
4.4 总结
命令行参数 用于配置程序行为，需要显式解析。
重定向 用于处理输入输出流，由操作系统自动处理，程序只需正常使用标准文件描述符。
您可以在同一个程序中同时使用命令行参数和重定向，以实现更灵活的功能。
