使用 Go 来构建一个 CLI 程序

您或许已经围绕 Go 语法进行了一次又一次的练习，但是除非您自己构建了一个应用程序，不然的话是体会不到用 Go 编写应用程序的真实触感的.

在这篇博文中，我们将用 Go 构建一个 CLI 应用程序，我们暂且把它叫做 go-grab-xkcd. 该应用程序从 XKCD 拉取漫画并通过命令行参数为您提供各种操作选项.

我们将仅使用 Go 标准库构建整个应用程序而不使用外部依赖.

这个应用程序的想法或许看起来有点秀逗，但目的是实践用 Go 编写生产级别的 (某种) 代码而不是想被 Google 收购.

最后还有一个额外奖励

注意：本文假设读者已熟悉 Go 语法和术语，并处于初学者和中级之间.

让我们先来运行一下这个应用程序，然后再进行操作

$ go-grab-xkcd --help
Usage of go-grab-xkcd:
  -n int
        Comic number to fetch (default latest)
  -o string
        Print output in format: text/json (default "text")
  -s    Save image to current directory
  -t int
        Client timeout in seconds (default 30)
$ go-grab-xkcd -n 323
Title: Ballmer Peak
Comic No: 323
Date: 1-10-2007
Description: Apple uses automated schnapps IVs.
Image: https://imgs.xkcd.com/comics/ballmer_peak.png
$ go-grab-xkcd -n 323 -o json
{
  "title": "Ballmer Peak",
  "number": 323,
  "date": "1-10-2007",
  "description": "Apple uses automated schnapps IVs.",
  "image": "https://imgs.xkcd.com/comics/ballmer_peak.png"
}

你可以通过下载并运行计算机上的应用程序来尝试其他选项.

本教程结束后你将熟悉以下主题内容:

接收命令行参数

JSON 和 Go 结构体之间的相互转换

进行 API 调用

创建文件 (从网络上下载并保存)

字符串操作

以下是项目结构

$ tree go-grab-xkcd
go-grab-xkcd
├── client
│   └── xkcd.go
└── model
    └── comic.go
├── main.go
└── go.mod
go.mod - Go Modules file used in Go for package management
main.go - Main entrypoint of the application
comic.go - Go representation of the data as a struct and operations on it
xkcd.go - xkcd client for making HTTP calls to the API, parsing response and saving to disk

1: 初始化项目

创建一个 go.mod 文件 -

$ go mod init

这将会有助于你进行包管理 (思考 JS 中的 package.json 文件)。

2: xkcd API

xkcd 是令人称赞的，您不需要任何注册或访问密钥就可以使用它们的 API。 打开 xkcd API “文档” 您将会发现有两个端点 -

http://xkcd.com/info.0.json - 获取最新漫画

http://xkcd.com/614/info.0.json - 通过漫画编号获取指定的漫画

以下是这些端点的 JSON 响应 -

{
  "num": 2311,
  "month": "5",
  "day": "25",
  "year": "2020",
  "title": "Confidence Interval",
  "alt": "The worst part is that's the millisigma interval.",
  "img": "https://imgs.xkcd.com/comics/confidence_interval.png",
  "safe_title": "Confidence Interval",
  "link": "",
  "news": "",
  "transcript": ""
}

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2: 为漫画创建模型

根据上述 JSON 响应，我们在 model 包中的 comic.go 中创建一个叫做 ComicResponse 的 struct

type ComicResponse struct {
    Month      string `json:"month"`
    Num        int    `json:"num"`
    Link       string `json:"link"`
    Year       string `json:"year"`
    News       string `json:"news"`
    SafeTitle  string `json:"safe_title"`
    Transcript string `json:"transcript"`
    Alt        string `json:"alt"`
    Img        string `json:"img"`
    Title      string `json:"title"`
    Day        string `json:"day"`
}

您可以使用 JSON-to-Go 工具从 JSON 自动生成结构体.

顺便创建另一个结构体，该结构体将用于从我们的应用程序输出数据.

type Comic struct {
    Title       string `json:"title"`
    Number      int    `json:"number"`
    Date        string `json:"date"`
    Description string `json:"description"`
    Image       string `json:"image"`
}

将以下两种方法添加到 ComicResponse 结构体

// FormattedDate 函数将格式化日期元素为一个字符串
func (cr ComicResponse) FormattedDate() string {
    return fmt.Sprintf("%s-%s-%s", cr.Day, cr.Month, cr.Year)
}
// Comic 函数将从 API 接收到的 ComicResponse 转换为应用程序的输出格式, Comic 结构体
func (cr ComicResponse) Comic() Comic {
    return Comic{
        Title:       cr.Title,
        Number:      cr.Num,
        Date:        cr.FormattedDate(),
        Description: cr.Alt,
        Image:       cr.Img,
    }
}

然后将以下两种方法添加到 Comic 结构体

// PrettyString 函数创建一个漂亮的 Comic 字符串并用于输出
func (c Comic) PrettyString() string {
    p := fmt.Sprintf(
        "Title: %s\nComic No: %d\nDate: %s\nDescription: %s\nImage: %s\n",
        c.Title, c.Number, c.Date, c.Description, c.Image)
    return p
}
// JSON 函数将 Comic 结构体转换为 JSON, 我们将使用 JSON 字符串作为输出内容
func (c Comic) JSON() string {
    cJSON, err := json.Marshal(c)
    if err != nil {
        return ""
    }
    return string(cJSON)
}

3: 设置 xkcd 客户端发起请求，解析响应并保存到磁盘

在 client 包中创建 xkcd.go 文件.

首先定义一个叫做 ComicNumber 自定义类型，数据类型为 int

type ComicNumber int

定义常量

const (
    // xkcd 的 BaseURL
    BaseURL string = "https://xkcd.com"
    // DefaultClientTimeout 是取消请求之前要等待的时间
    DefaultClientTimeout time.Duration = 30 * time.Second
    // 根据 xkcd API, LatestComic 是最新的漫画编号
    LatestComic ComicNumber = 0
)

创建一个结构体 XKCDClient, 它将用于向 API 发出请求.

// XKCDClient 是 XKCD 的客户端结构体
type XKCDClient struct {
    client  *http.Client
    baseURL string
}
// NewXKCDClient 创建一个新的 XKCDClient
func NewXKCDClient() *XKCDClient {
    return &XKCDClient{
        client: &http.Client{
            Timeout: DefaultClientTimeout,
        },
        baseURL: BaseURL,
    }
}

添加以下 4 种方法到 XKCDClient

SetTimeout()

// SetTimeout 重写了默认的 ClientTimeout
func (hc *XKCDClient) SetTimeout(d time.Duration) {
    hc.client.Timeout = d
}

Fetch()

// Fetch 根据提供的漫画编号检索漫画
func (hc *XKCDClient) Fetch(n ComicNumber, save bool) (model.Comic, error) {
    resp, err := hc.client.Get(hc.buildURL(n))
    if err != nil {
        return model.Comic{}, err
    }
    defer resp.Body.Close()
    var comicResp model.ComicResponse
    if err := json.NewDecoder(resp.Body).Decode(&comicResp); err != nil {
        return model.Comic{}, err
    }
    if save {
        if err := hc.SaveToDisk(comicResp.Img, "."); err != nil {
            fmt.Println("Failed to save image!")
        }
    }
    return comicResp.Comic(), nil
}

SaveToDisk()

// SaveToDisk 下载并保存漫画到本地磁盘
func (hc *XKCDClient) SaveToDisk(url, savePath string) error {
    resp, err := http.Get(url)
    if err != nil {
        return err
    }
    defer resp.Body.Close()
    absSavePath, _ := filepath.Abs(savePath)
    filePath := fmt.Sprintf("%s/%s", absSavePath, path.Base(url))
    file, err := os.Create(filePath)
    if err != nil {
        return err
    }
    defer file.Close()
    _, err = io.Copy(file, resp.Body)
    if err != nil {
        return err
    }
    return nil
}

buildURL()

func (hc *XKCDClient) buildURL(n ComicNumber) string {
    var finalURL string
    if n == LatestComic {
        finalURL = fmt.Sprintf("%s/info.0.json", hc.baseURL)
    } else {
        finalURL = fmt.Sprintf("%s/%d/info.0.json", hc.baseURL, n)
    }
    return finalURL
}

4: 连接所有

在 main() 函数内部我们链接了所有内容

读取命令行参数

实例化 XKCDClient

使用 XKCDClient 从 API 拉取数据

输出

读取命令行参数

comicNo := flag.Int(
    "n", int(client.LatestComic), "Comic number to fetch (default latest)",
)
clientTimeout := flag.Int64(
    "t", int64(client.DefaultClientTimeout.Seconds()), "Client timeout in seconds",
)
saveImage := flag.Bool(
    "s", false, "Save image to current directory",
)
outputType := flag.String(
    "o", "text", "Print output in format: text/json",
)

flag.Parse()

实例化 XKCDClient

xkcdClient := client.NewXKCDClient()
xkcdClient.SetTimeout(time.Duration(*clientTimeout) * time.Second)

使用 XKCDClient 从 API 拉取数据

comic, err := xkcdClient.Fetch(client.ComicNumber(*comicNo), *saveImage)
if err != nil {
    log.Println(err)
}

输出

if *outputType == "json" {
    fmt.Println(comic.JSON())
} else {
    fmt.Println(comic.PrettyString())
}

程序运行如下

$ go run main.go -n 323 -o json

或者将其构建为你的笔记本电脑的二进制可执行文件并运行它

$ go build .
$ ./go-grab-xkcd -n 323 -s -o json

可以在这个 Github 仓库找到完整的源代码 - go-grab-xkcd

额外奖励

通过使用这个简单的 shell 魔术工具可以依次下载多个漫画

$ for i in {1..10}; do ./go-grab-xkcd -n $i -s; done;

上面的 shell 代码简单地在 for 循环中调用 go-grab-xkcd 命令，由于 xkcd 使用序列整数，因此将 i 值替换为漫画编号作为漫画编号 / ID.

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