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标准库 - fmt/scan.go 解读
// Copyright 2010 The Go Authors. All rights reserved.
// Use of this source code is governed by a BSD-style
// license that can be found in the LICENSE file.
// go/src/fmt/scan.go
// version 1.7
// 格式化输入输出的用法请参考：http://www.cnblogs.com/golove/p/3284304.html
package fmt
import (
"errors"
"io"
"math"
"os"
"reflect"
"strconv"
"sync"
"unicode/utf8"
)
// ScanState 将扫描器的状态报告给自定义类型的 Scan 方法。
type ScanState interface {
// ReadRune 从输入端读取一个字符，如果用在 Scanln 类的扫描器中，
// 则该方法会在读到第一个换行符之后或读到指定宽度之后返回 EOF。
// r ：读取的字符
// size：字符所占用的字节数
// err ：遇到的错误信息
ReadRune() (r rune, size int, err error)
// UnreadRune 撤消最后一次的 ReadRune 操作，
// 使下次的 ReadRune 操作得到与前一次 ReadRune 相同的结果。
// 返回：遇到的错误信息
UnreadRune() error
// SkipSpace 为自定义的 Scan 方法提供跳过开头空白的能力。
// 根据扫描器的不同（Scan 或 Scanln）决定是否跳过换行符。
SkipSpace()
// Token 用于从输入端读取符合要求的字符串，准备解析。
// Token 从输入端读取连续的符合 f(c) 的字符 c。如果 f 为 nil，则使用
// !unicode.IsSpace(c) 代替 f(c)。
// skipSpace：是否跳过输入端开头的连续空白（通过 SkipSpace 方法）。
// token ：存放读取到的数据。
// err ：遇到的错误信息。
// 注意：token 指向共享的数据，下次的 Token 操作可能会覆盖本次的结果。
Token(skipSpace bool, f func(rune) bool) (token []byte, err error)
// Width 返回占位符中指定的宽度值（宽度值是字符个数，不是字节个数）。
// wid：获取到的宽度值
// ok ：是否指定了宽度值
Width() (wid int, ok bool)
// 因为上面实现了 ReadRune 方法，所以 Read 方法永远不应该被 Scan 方法调用。
// 一个好的 ScanState 应该让 Read 直接返回相应的错误信息。
Read(buf []byte) (n int, err error)
}
// Scanner 用于让自定义类型实现自己的扫描过程。
// Scan 方法会从输入端读取数据并将处理结果存入接收端，接收端必须是有效的指针。
// Scan 方法会被扫描器调用，只要对应的 arg 实现了该方法。
type Scanner interface {
Scan(state ScanState, verb rune) error
}
// Scan 从标准输入中读取字符串（以空白分隔的值的序列）并解析为具体的值，
// 存入参数 a 所提供的变量中（参数 a 必须提供变量的地址）。换行视为空白。
// 当读到 EOF 或所有变量都填写完毕则停止扫描。
// n ：成功解析的参数数量
// err：解析过程中遇到的错误信息
func Scan(a ...interface{}) (n int, err error) {
return Fscan(os.Stdin, a...)
}
// Scanln 和 Scan 类似，只不过遇到换行符就停止扫描。
func Scanln(a ...interface{}) (n int, err error) {
return Fscanln(os.Stdin, a...)
}
// Scanf 从标准输入中读取字符串，并根据格式字符串 format 对读取的数据进行解析，
// 存入参数 a 所提供的变量中（参数 a 必须提供变量的地址）。
// 输入端的换行符必须和格式字符串中的换行符相对应（如果格式字符串中有换行符，则
// 输入端必须输入相应的换行符）。
// 占位符 %c 总是匹配下一个字符，包括空白，比如空格符、制表符、换行符。
// n ：成功解析的参数数量
// err：解析过程中遇到的错误信息
func Scanf(format string, a ...interface{}) (n int, err error) {
return Fscanf(os.Stdin, format, a...)
}
// 实现了 Reader 接口的字符串类型
type stringReader string
func (r *stringReader) Read(b []byte) (n int, err error) {
n = copy(b, *r)
*r = (*r)[n:]
if n == 0 {
err = io.EOF
}
return
}
// Sscan 和 Scan 类似，只不过从 str 中读取数据。
func Sscan(str string, a ...interface{}) (n int, err error) {
return Fscan((*stringReader)(&str), a...)
}
// Sscanln 和 Scanln 类似，只不过从 str 中读取数据。
func Sscanln(str string, a ...interface{}) (n int, err error) {
return Fscanln((*stringReader)(&str), a...)
}
// Sscanf 和 Scanf 类似，只不过从 str 中读取数据。
func Sscanf(str string, format string, a ...interface{}) (n int, err error) {
return Fscanf((*stringReader)(&str), format, a...)
}
// Fscan 和 Scan 类似，只不过从 r 中读取数据。
func Fscan(r io.Reader, a ...interface{}) (n int, err error) {
s, old := newScanState(r, true, false) // 创建扫描器
n, err = s.doScan(a) // 开始扫描
s.free(old) // 回收扫描器
return
}
// Fscanln 和 Fcanln 类似，只不过从 r 中读取数据。
func Fscanln(r io.Reader, a ...interface{}) (n int, err error) {
s, old := newScanState(r, false, true) // 创建扫描器
n, err = s.doScan(a) // 开始扫描
s.free(old) // 回收扫描器
return
}
// Fscanf 和 Scanf 类似，只不过从 r 中读取数据。
func Fscanf(r io.Reader, format string, a ...interface{}) (n int, err error) {
s, old := newScanState(r, false, false) // 创建扫描器
n, err = s.doScanf(format, a) // 开始扫描
s.free(old) // 回收扫描器
return
}
// scanError 声明本地错误类型，用于 recover 时辨别 panic 是否由本地代码产生的。
type scanError struct {
err error
}
// 本地代码用 -1 表示遇到 EOF
const eof = -1
// ss 是扫描器，整个扫描过程都是由它完成的。
// 它从 rs 中读取数据并进行解析。
type ss struct {
rs io.RuneScanner // 输入端
buf buffer // 缓冲区
count int // 已读取的字符数
atEOF bool // 是否读到 EOF
ssave // 一些需要经常复位的字段
}
// ssave 是 ss 的一部分，存储一些需要经常复位的字段
type ssave struct {
validSave bool // 平时用不上，递归时使用
nlIsEnd bool // 是否在换行符之后停止读取
nlIsSpace bool // 是否将换行符视为空白
argLimit int // 已读的字符数不能超过 argLimit（argLimit <= limit）
limit int // 已读的字符数不能超过 limit（好像就当做常量在使用，用于复位 argLimit）
maxWid int // 存储占位符中指定的宽度值
}
// 实现 ScanState 接口
// Read 方法仅用于 ScanState 以满足 io.Reader 接口。
// 在内部永远不会调用它，所以没有必要让它有任何动作。
func (s *ss) Read(buf []byte) (n int, err error) {
return 0, errors.New("ScanState's Read should not be called. Use ReadRune")
}
// 实现 ScanState 接口
func (s *ss) ReadRune() (r rune, size int, err error) {
// 读到 EOF 或超出读取限制，则返回 0 0 nil
if s.atEOF || s.count >= s.argLimit {
err = io.EOF
return
}
r, size, err = s.rs.ReadRune()
if err == nil {
s.count++ // 统计被读出的字符数
if s.nlIsEnd && r == '\n' {
s.atEOF = true // 拒绝再次 ReadRune
}
} else if err == io.EOF {
s.atEOF = true // 拒绝再次 ReadRune
}
return
}
// 实现 ScanState 接口
func (s *ss) Width() (wid int, ok bool) {
if s.maxWid == hugeWid { // hugeWid 是常量 1 << 30
return 0, false
}
return s.maxWid, true
}
// 读取一个字符，如果遇到 EOF 则返回 eof（即 -1）
// 如果遇到其它错误，则中止整个扫描过程，返回 err。
func (s *ss) getRune() (r rune) {
r, _, err := s.ReadRune()
if err != nil {
if err == io.EOF {
return eof
}
s.error(err)
}
return
}
// 功能同 getRune，只不过遇到 EOF 也中止整个扫描过程，返回 err。
func (s *ss) mustReadRune() (r rune) {
r = s.getRune()
if r == eof {
s.error(io.ErrUnexpectedEOF)
}
return
}
// 实现 ScanState 接口
func (s *ss) UnreadRune() error {
s.rs.UnreadRune()
s.atEOF = false // 允许再次 ReadRune
s.count-- // 统计被读出的字符数
return nil // UnreadRune 可以反复调用，不返回错误信息。
}
// 将错误信息转换为 panic。
// 用于配合 recover 快速结束函数调用链，避免过多的返回值判断。
// 类似于 break label 的用法。
func (s *ss) error(err error) {
panic(scanError{err})
}
// 作用同上面的 error 方法
func (s *ss) errorString(err string) {
panic(scanError{errors.New(err)})
}
// 实现 ScanState 接口
func (s *ss) Token(skipSpace bool, f func(rune) bool) (tok []byte, err error) {
// 遇到本地错误则仅仅返回 err 信息。
// 遇到其它错误则 panic。
defer func() {
if e := recover(); e != nil {
if se, ok := e.(scanError); ok {
err = se.err
} else {
panic(e)
}
}
}()
// 确定审查函数
if f == nil {
f = notSpace
}
// 准备缓冲区给 s.token 用
s.buf = s.buf[:0]
tok = s.token(skipSpace, f)
return
}
// space 是 unicode.White_Space 的拷贝，避免包的深度依赖。
// 这些都是空白字符的 Unicode 码点范围
var space = [][2]uint16{
{0x0009, 0x000d},
{0x0020, 0x0020},
{0x0085, 0x0085},
{0x00a0, 0x00a0},
{0x1680, 0x1680},
{0x2000, 0x200a},
{0x2028, 0x2029},
{0x202f, 0x202f},
{0x205f, 0x205f},
{0x3000, 0x3000},
}
// 判断 r 是否为空白字符
func isSpace(r rune) bool {
// 空白字符的码点不会超过 2 个字节
if r >= 1<<16 {
return false
}
// 开始判断
rx := uint16(r)
for _, rng := range space {
if rx < rng[0] {
return false
}
if rx <= rng[1] {
return true
}
}
return false
}
// notSpace 是 Token 中的默认审查函数。
func notSpace(r rune) bool {
return !isSpace(r)
}
// 实现 ScanState 接口
func (s *ss) SkipSpace() {
s.skipSpace(false)
}
// readRune 用于将 io.Reader 包装成 io.RuneScanner
type readRune struct {
reader io.Reader // 被包装的 io.Reader
buf [utf8.UTFMax]byte // 仅在 ReadRune 方法中使用
pending int // pendBuf 中存放的字节数，遇到无效 UTF8 编码时使用。
pendBuf [utf8.UTFMax]byte // 存放读取的无效 UTF-8 编码，一次处理不完，留着下次处理
peekRune rune // 用于 UnreadRune 存放撤销的字符。
}
// readByte 读取一个字节
// 它可能是上次 ReadRune 时未处理完的不完整 UTF8 编码。
func (r *readRune) readByte() (b byte, err error) {
// 如果之前的 ReadRune 有未处理完的字节，则重新读出这些字节。
if r.pending > 0 {
// 读出一个字节
b = r.pendBuf[0]
// 剩下的字节向前移动一格
copy(r.pendBuf[0:], r.pendBuf[1:])
r.pending--
return
}
// 如果没有未处理的字节，则从输入端读出一个字节
n, err := io.ReadFull(r.reader, r.pendBuf[:1])
if n != 1 {
return 0, err
}
return r.pendBuf[0], err
}
// 实现 io.RuneScanner 接口
func (r *readRune) ReadRune() (rr rune, size int, err error) {
// 之前 UnreadRune 撤销的字符，存在 peekRune 中，有则直接取出。
if r.peekRune >= 0 {
rr = r.peekRune
// 将 peekRune 取反为负数，表示允许 UnreadRune 执行撤销操作
r.peekRune = ^r.peekRune
size = utf8.RuneLen(rr)
return
}
// 没有撤销的字符，则从输入端读取一个
r.buf[0], err = r.readByte()
if err != nil {
return
}
// 如果读出的是一个单字节字符，则读取完毕。
if r.buf[0] < utf8.RuneSelf {
rr = rune(r.buf[0])
size = 1
// 将读出的内容写入 peekRune 后取反，以便 UnreadRune 可以撤销。
r.peekRune = ^rr
return
}
// 读出的不是单字节字符
var n int
// FullRune 的功能不太好理解，总的来说，就是判断首字符的编码长度是否完整，
// 如果不完整则返回 false，其它情况都返回 true（包括无效编码）。
// 循环直到 r.buf[:n] 是完整的 UTF-8 编码（或无效编码）
for n = 1; !utf8.FullRune(r.buf[:n]); n++ {
// 如果字符编码长度不够，则再读出一个字节，继续判断
r.buf[n], err = r.readByte()
if err != nil {
if err == io.EOF {
err = nil // 之前有读出的字节未处理，跳出去处理
break
}
return
}
}
// 解码刚读出的 UTF-8 序列
rr, size = utf8.DecodeRune(r.buf[:n])
if size < n {
// 遇到错误，保存未处理的字节，用于下一次读取。
copy(r.pendBuf[r.pending:], r.buf[size:n])
r.pending += n - size
}
// 将读出的内容写入 peekRune 后取反，以便 UnreadRune 可以撤销。
r.peekRune = ^rr
return
}
// 实现 io.RuneScanner 接口
func (r *readRune) UnreadRune() error {
// 之前执行过 UnreadRune，不能重复执行。
// 只有 UnreadRune 才能让 peekRune 大于 0。
if r.peekRune >= 0 {
return errors.New("fmt: scanning called UnreadRune with no rune available")
}
// 开始撤销
// 反转 peekRune 中的二进制位，使其成为有效的字符。
r.peekRune = ^r.peekRune
return nil
}
// 临时对象池
var ssFree = sync.Pool{
New: func() interface{} { return new(ss) },
}
// 创建扫描器，或从临时对象池中获取一个。
func newScanState(r io.Reader, nlIsSpace, nlIsEnd bool) (s *ss, old ssave) {
// 从临时对象池中获取一个扫描器
s = ssFree.Get().(*ss)
// 如果参数 r 不是一个 RuneScanner，则将其包装成 RuneScanner 再赋值给 s.rs
if rs, ok := r.(io.RuneScanner); ok {
s.rs = rs
} else {
// 注意：r 只有 Read 方法，没有撤销方法，所以这里包装的 readRune 对象
// 无法将 UnreadRune 所撤销的内容返回到 r 中。也就是说，尽量为 r 提供
// RuneScanner，否则可能造成 r 中的数据丢失。
s.rs = &readRune{reader: r, peekRune: -1}
}
// 复位参数
s.nlIsSpace = nlIsSpace
s.nlIsEnd = nlIsEnd
s.atEOF = false
s.limit = hugeWid
s.argLimit = hugeWid
s.maxWid = hugeWid
s.validSave = true
s.count = 0
return
}
// 回收扫描器，避免再次分配。
func (s *ss) free(old ssave) {
// 如果扫描器被递归使用，则只需要恢复旧状态，然后继续使用。
if old.validSave {
s.ssave = old
return
}
// 不回收缓冲区太大的扫描器，避免内存浪费。
if cap(s.buf) > 1024 {
return
}
// 复位并存入
s.buf = s.buf[:0]
s.rs = nil
ssFree.Put(s)
}
// 用于实现 ScanState 接口
func (s *ss) skipSpace(stopAtNewline bool) {
for {
r := s.getRune()
if r == eof {
return
}
// \r\n 当 \n 处理
// peek 判断即将读取的字符是否在字符串 "\n" 中（只判断不读取）。
if r == '\r' && s.peek("\n") {
continue
}
if r == '\n' {
if stopAtNewline { // 换行符之后停止读取
break
}
if s.nlIsSpace { // 换行符当空白处理
continue
}
// 换行符当非空白字符处理
// 在这里不允许，所以中止整个扫描过程，返回 err。
s.errorString("unexpected newline")
return
}
// 非空白字符，撤销读取并返回。
if !isSpace(r) {
s.UnreadRune()
break
}
}
}
// 用于实现 ScanState 接口
func (s *ss) token(skipSpace bool, f func(rune) bool) []byte {
if skipSpace {
s.skipSpace(false)
}
// 循环读取直到不满足 f(r) 或遇到 EOF
for {
r := s.getRune()
if r == eof {
break
}
if !f(r) {
s.UnreadRune()
break
}
s.buf.WriteRune(r)
}
return s.buf
}
var complexError = errors.New("syntax error scanning complex number")
var boolError = errors.New("syntax error scanning boolean")
// 返回 r 在 s 中的字符序号（不是字节下标）
func indexRune(s string, r rune) int {
for i, c := range s {
if c == r {
return i
}
}
return -1
}
// 判断即将读取的字符是否在 ok 中。
// 如果 accept 为 flase 则读取并丢弃该字符，无论结果如何。
// 如果 accept 为 true，则根据结果做进一步处理：
// 结果为 true ：将字符读入 s.buf 中
// 结果为 false：不读取该字符
func (s *ss) consume(ok string, accept bool) bool {
r := s.getRune()
if r == eof {
return false
}
// r 在 ok 中
if indexRune(ok, r) >= 0 {
if accept {
s.buf.WriteRune(r)
}
return true
}
// r 不在 ok 中（上面已经判断过 r == eof，所以这里没必要再次判断）
if r != eof && accept {
s.UnreadRune() // 不读取该字符
}
return false
}
// 判断即将读取的字符是否在 ok 中，但不读取该字符。
func (s *ss) peek(ok string) bool {
r := s.getRune()
if r != eof {
s.UnreadRune()
}
// 在 ok 中查找 r 的下标，判断您是否 >= 0
return indexRune(ok, r) >= 0
}
// 判断输入端是否有数据可读
// 如果没有数据可读，则中止整个扫描过程，返回 err。
func (s *ss) notEOF() {
if r := s.getRune(); r == eof {
panic(io.EOF)
}
s.UnreadRune()
}
// 判断即将读取的字符是否在 ok 中，如果在，则将其读入 s.buf 中，
// 并返回 true，否则不读取，并返回 false。
func (s *ss) accept(ok string) bool {
return s.consume(ok, true)
}
// 判断 verb 是否在 okVerbs 中，
// 如果在，则返回 true。如果不在，则中止整个扫描过程，返回 err。
// 没有返回 false 的情况。typ 用于在 err 中指示类型信息。
func (s *ss) okVerb(verb rune, okVerbs, typ string) bool {
for _, v := range okVerbs {
if v == verb {
return true
}
}
s.errorString("bad verb '%" + string(verb) + "' for " + typ)
return false
}
// 从输入端读取一个布尔值，verb 必须为 t 或 v，否则读取失败。
// 可探测 0、1、t、f、true、false，忽略大小写。
func (s *ss) scanBool(verb rune) bool {
// 跳过行首空白（包括换行符）
s.skipSpace(false)
// 输入端必须有内容可读
s.notEOF()
// 动词不是 t 或 v，不符合布尔型的要求
if !s.okVerb(verb, "tv", "boolean") {
return false
}
// 布尔型的语法检测很讨厌，我们不做严格要求。
// 如果遇到不完整的 tr、tru 或 fa、fal、fals 则中止整个扫描过程，返回 err。
switch s.getRune() {
case '0':
return false
case '1':
return true
case 't', 'T':
if s.accept("rR") && (!s.accept("uU") || !s.accept("eE")) {
s.error(boolError)
}
return true
case 'f', 'F':
if s.accept("aA") && (!s.accept("lL") || !s.accept("sS") || !s.accept("eE")) {
s.error(boolError)
}
return false
}
return false
}
// 数值元素
const (
binaryDigits = "01"
octalDigits = "01234567"
decimalDigits = "0123456789"
hexadecimalDigits = "0123456789aAbBcCdDeEfF"
sign = "+-"
period = "."
exponent = "eEp"
)
// 返回 verb 所代表的进位制，及其字符范围（即上面的常量）
func (s *ss) getBase(verb rune) (base int, digits string) {
// 判断 verb 是否符合整型要求。
// 如果不符合，则中止整个扫描过程，返回 err。
s.okVerb(verb, "bdoUxXv", "integer")
base = 10 // 默认为十进制
digits = decimalDigits
switch verb {
case 'b': // 二进制
base = 2
digits = binaryDigits
case 'o': // 八进制
base = 8
digits = octalDigits
case 'x', 'X', 'U': // 十六进制
base = 16
digits = hexadecimalDigits
}
return
}
// 从输入端读取数值字符串到 s.buf 中。
// digits 是可接收的字符范围（不同进位制有不同的字符范围）
// haveDigits 表示 s.buf 中是否已经有数值存在，
// 如果没有，则本方法必须读出数值，否则中止整个扫描过程，返回 err。
func (s *ss) scanNumber(digits string, haveDigits bool) string {
if !haveDigits {
// 输入端必须有内容可读
s.notEOF()
if !s.accept(digits) {
// 如果没有读到指定进制的字符，则中止整个扫描过程，返回 err。
s.errorString("expected integer")
}
}
// 继续读取合格的字符，存入 s.buf 中
for s.accept(digits) {
}
// 返回读出的字符串
return string(s.buf)
}
// 功能同 ReadRune，只不过通过 bitSize 限制读取字符的位宽。
// 如果读出的字符在指定位宽内，则返回，否则中止整个扫描过程，返回 err。
func (s *ss) scanRune(bitSize int) int64 {
s.notEOF()
r := int64(s.getRune())
n := uint(bitSize)
// 位宽判断
x := (r << (64 - n)) >> (64 - n)
if x != r {
s.errorString("overflow on character value " + string(r))
}
return r
}
// 根据输入端的前导符 0 或 0x 判断进位制并返回，同时返回字符范围。
// found 表示检测到前导符。只有当动词是 %v 的时候才会被调用。
func (s *ss) scanBasePrefix() (base int, digits string, found bool) {
// 如果不是以 0 开头，表示是十进制数
if !s.peek("0") {
return 10, decimalDigits, false
}
// 如果是 0 开头，则将其读入 s.buf 中
s.accept("0")
found = true // 已经读出一个 0，如果前导符后面没有数值，将使用该 0 值。
// 继续判断是八进制还是十六进制
base, digits = 8, octalDigits
if s.peek("xX") {
s.consume("xX", false) // 丢弃匹配的 x 或 X 字符
base, digits = 16, hexadecimalDigits
}
return
}
// 读取一个 int64 整数。bitSize 用于限制整数的位宽。
// 如果读出的整数在指定位宽内，则返回，否则中止整个扫描过程，返回 err。
func (s *ss) scanInt(verb rune, bitSize int) int64 {
// 只需要读取一个字符
if verb == 'c' {
return s.scanRune(bitSize)
}
s.skipSpace(false)
s.notEOF()
// 根据不同的动词获取进位制信息
base, digits := s.getBase(verb)
haveDigits := false // 是否已经读出数值
if verb == 'U' {
// 丢弃前导符 U+
// 如果没有读取到 U+ 则中止整个扫描过程，返回 err。
if !s.consume("U", false) || !s.consume("+", false) {
s.errorString("bad unicode format ")
}
} else {
// sign 是常量 +-，如果能读取到符号，则将其存入 s.buf 中。
s.accept(sign)
if verb == 'v' {
// 根据输入端的前导符 0 或 0x 确定进位制
// 如果有前导符，则已经读出一个 0，前导符后面可以没有数值。
base, digits, haveDigits = s.scanBasePrefix()
}
}
// 读出数值字符串，如果读取失败，则中止整个扫描过程，返回 err。
tok := s.scanNumber(digits, haveDigits)
// 转换为整型
i, err := strconv.ParseInt(tok, base, 64)
if err != nil {
s.error(err)
}
// 位宽判断
n := uint(bitSize)
x := (i << (64 - n)) >> (64 - n)
if x != i {
s.errorString("integer overflow on token " + tok)
}
return i
}
// 功能同 scanInt，只不过返回的是无符号整数。
func (s *ss) scanUint(verb rune, bitSize int) uint64 {
if verb == 'c' {
return uint64(s.scanRune(bitSize))
}
s.skipSpace(false)
s.notEOF()
base, digits := s.getBase(verb)
haveDigits := false
if verb == 'U' {
if !s.consume("U", false) || !s.consume("+", false) {
s.errorString("bad unicode format ")
}
} else if verb == 'v' {
base, digits, haveDigits = s.scanBasePrefix()
}
tok := s.scanNumber(digits, haveDigits)
i, err := strconv.ParseUint(tok, base, 64)
if err != nil {
s.error(err)
}
n := uint(bitSize)
x := (i << (64 - n)) >> (64 - n)
if x != i {
s.errorString("unsigned integer overflow on token " + tok)
}
return i
}
// 读取一个浮点数，如果指定了宽度值，则不会超过宽度值。
// 没有检查“只有指数没有小数”的情况，但是 Atof 会进行检查。
func (s *ss) floatToken() string {
s.buf = s.buf[:0]
// 非数值 NAN
if s.accept("nN") && s.accept("aA") && s.accept("nN") {
return string(s.buf)
}
// 符号 +-
s.accept(sign)
// 无穷大 INF
if s.accept("iI") && s.accept("nN") && s.accept("fF") {
return string(s.buf)
}
// 整数部分
for s.accept(decimalDigits) {
}
// 小数点
if s.accept(period) {
// 小数部分
for s.accept(decimalDigits) {
}
}
// 指数标志
if s.accept(exponent) {
// 指数符号
s.accept(sign)
// 指数值
for s.accept(decimalDigits) {
}
}
return string(s.buf)
}
// 读出一个虚数的实部和虚部。
// 虚数可以加上括号，虚数格式必须为 N+Ni，N 必须是浮点数，中间不能有空格。
func (s *ss) complexTokens() (real, imag string) {
// TODO: 未实现纯实部和纯虚部的读取
parens := s.accept("(") // 登记是否以 "(" 开头
real = s.floatToken() // 读取实部
s.buf = s.buf[:0]
// 虚部必须有符号
if !s.accept("+-") { // 读取符号到 s.buf
s.error(complexError)
}
imagSign := string(s.buf) // 取出符号
imag = s.floatToken() // 读取虚部
if !s.accept("i") { // 虚部后面必须为 i
s.error(complexError)
}
// 如果以 "(" 开头，则必须以 ")" 结尾。
if parens && !s.accept(")") {
s.error(complexError)
}
return real, imagSign + imag
}
// 将一个字符串转换为 float64 类型的值。
// str 要转换的字符串，n：要转换出的浮点数类型（32 或 64）
// 如果转换失败，则中止整个扫描过程，返回 err。
func (s *ss) convertFloat(str string, n int) float64 {
// Atof 不处理以 2 为底的指数，但是它们很容易计算。
if p := indexRune(str, 'p'); p >= 0 {
// 获取小数部分
f, err := strconv.ParseFloat(str[:p], n)
if err != nil {
if e, ok := err.(*strconv.NumError); ok {
e.Num = str
}
s.error(err)
}
// 获取指数部分
m, err := strconv.Atoi(str[p+1:])
if err != nil {
//
if e, ok := err.(*strconv.NumError); ok {
e.Num = str
}
s.error(err)
}
// 算出结果：f * (2 的 m 次方)
return math.Ldexp(f, m)
}
// 普通浮点数直接转换
f, err := strconv.ParseFloat(str, n)
if err != nil {
s.error(err)
}
return f
}
// 读取一个 complex128 类型的值。
func (s *ss) scanComplex(verb rune, n int) complex128 {
// 检查 verb 的有效性（floatVerbs 是常量 "beEfFgGv"）
if !s.okVerb(verb, floatVerbs, "complex") {
return 0
}
s.skipSpace(false)
s.notEOF()
// 读取实部和虚部
sreal, simag := s.complexTokens()
real := s.convertFloat(sreal, n/2)
imag := s.convertFloat(simag, n/2)
return complex(real, imag)
}
// 读取一个字符串。
func (s *ss) convertString(verb rune) (str string) {
// 检查 verb 的有效性
if !s.okVerb(verb, "svqxX", "string") {
return ""
}
s.skipSpace(false)
s.notEOF()
switch verb {
case 'q': // 带引号字符串
str = s.quotedString()
case 'x', 'X': // 十六进制格式的字符串
str = s.hexString()
default:
// %s 和 %v 仅返回连续的非空白字符
str = string(s.token(true, notSpace))
}
return
}
// 读取双引号或反引号字符串。
func (s *ss) quotedString() string {
s.notEOF()
quote := s.getRune()
switch quote {
case '`':
// 读取直到遇到下一个反引号或 EOF
for {
r := s.mustReadRune()
if r == quote {
break
}
s.buf.WriteRune(r)
}
return string(s.buf)
case '"':
s.buf.WriteByte('"')
for {
r := s.mustReadRune()
s.buf.WriteRune(r)
if r == '\\' {
// strconv.Unquote 会处理转义字符，这里只需要写入。
s.buf.WriteRune(s.mustReadRune())
} else if r == '"' {
break
}
}
result, err := strconv.Unquote(string(s.buf))
if err != nil {
s.error(err)
}
return result
default:
s.errorString("expected quoted string")
}
return ""
}
// hexDigit 返回十六进制字符所代表的十进制值
func hexDigit(d rune) (int, bool) {
digit := int(d)
switch digit {
case '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9':
return digit - '0', true
case 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f':
return 10 + digit - 'a', true
case 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F':
return 10 + digit - 'A', true
}
return -1, false
}
// 读取两个十六进制字符，并返回其所表示的字节。
// b ：读取的字节
// ok：是否读取成功
// 如果缺少后一个字符，则中止整个扫描过程，返回 err。
func (s *ss) hexByte() (b byte, ok bool) {
// 处理第一个字符
rune1 := s.getRune()
if rune1 == eof {
return
}
value1, ok := hexDigit(rune1)
if !ok {
s.UnreadRune()
return
}
// 处理第二个字符
value2, ok := hexDigit(s.mustReadRune())
if !ok {
s.errorString("illegal hex digit")
return
}
// 转换为十进制数值
return byte(value1<<4 | value2), true
}
// 读取十六进制字符串，并返回其所表示的内容
// 两个十六进制字符表示一个字节
// 读取失败则中止整个扫描过程，返回 err。
func (s *ss) hexString() string {
s.notEOF()
for {
// 读取两个十六进制字符所表示的一个字节
b, ok := s.hexByte()
if !ok {
break
}
s.buf.WriteByte(b)
}
if len(s.buf) == 0 {
s.errorString("no hex data for %x string")
return ""
}
return string(s.buf)
}
const (
floatVerbs = "beEfFgGv"
hugeWid = 1 << 30
intBits = 32 << (^uint(0) >> 63)
uintptrBits = 32 << (^uintptr(0) >> 63)
)
// 处理一个 arg。
// 遇到错误则中止整个扫描过程，返回 err。
func (s *ss) scanOne(verb rune, arg interface{}) {
s.buf = s.buf[:0]
var err error
// 如果参数有它自己的 Scan 方法，则调用它。
if v, ok := arg.(Scanner); ok {
err = v.Scan(s, verb)
if err != nil {
if err == io.EOF {
err = io.ErrUnexpectedEOF
}
s.error(err)
}
return
}
// 根据不同的 arg 类型选择不同的解析方法。
switch v := arg.(type) {
case *bool:
*v = s.scanBool(verb)
case *complex64:
*v = complex64(s.scanComplex(verb, 64))
case *complex128:
*v = s.scanComplex(verb, 128)
case *int:
*v = int(s.scanInt(verb, intBits))
case *int8:
*v = int8(s.scanInt(verb, 8))
case *int16:
*v = int16(s.scanInt(verb, 16))
case *int32:
*v = int32(s.scanInt(verb, 32))
case *int64:
*v = s.scanInt(verb, 64)
case *uint:
*v = uint(s.scanUint(verb, intBits))
case *uint8:
*v = uint8(s.scanUint(verb, 8))
case *uint16:
*v = uint16(s.scanUint(verb, 16))
case *uint32:
*v = uint32(s.scanUint(verb, 32))
case *uint64:
*v = s.scanUint(verb, 64)
case *uintptr:
*v = uintptr(s.scanUint(verb, uintptrBits))
case *float32:
if s.okVerb(verb, floatVerbs, "float32") {
s.skipSpace(false)
s.notEOF()
*v = float32(s.convertFloat(s.floatToken(), 32))
}
case *float64:
if s.okVerb(verb, floatVerbs, "float64") {
s.skipSpace(false)
s.notEOF()
*v = s.convertFloat(s.floatToken(), 64)
}
case *string:
*v = s.convertString(verb)
case *[]byte:
// 先扫描成字符串，然后再转换为 []byte，所以得到的是一个副本，
// 如果我们扫描成 []byte，那么结果将指向缓冲区。
*v = []byte(s.convertString(verb))
default:
val := reflect.ValueOf(v)
ptr := val
// arg 必须是一个指针，就像其它 arg 那样
if ptr.Kind() != reflect.Ptr {
s.errorString("type not a pointer: " + val.Type().String())
return
}
// 接下来的流程和上面一样
switch v := ptr.Elem(); v.Kind() {
case reflect.Bool:
v.SetBool(s.scanBool(verb))
case reflect.Int, reflect.Int8, reflect.Int16, reflect.Int32, reflect.Int64:
v.SetInt(s.scanInt(verb, v.Type().Bits()))
case reflect.Uint, reflect.Uint8, reflect.Uint16, reflect.Uint32, reflect.Uint64, reflect.Uintptr:
v.SetUint(s.scanUint(verb, v.Type().Bits()))
case reflect.String:
v.SetString(s.convertString(verb))
case reflect.Slice:
typ := v.Type()
// 对于切片，只能处理 []byte 的别名类型。
if typ.Elem().Kind() != reflect.Uint8 {
s.errorString("can't scan type: " + val.Type().String())
}
// 解析出字符串
str := s.convertString(verb)
// 转换为字节切片返回
v.Set(reflect.MakeSlice(typ, len(str), len(str)))
for i := 0; i < len(str); i++ {
v.Index(i).SetUint(uint64(str[i]))
}
case reflect.Float32, reflect.Float64:
s.skipSpace(false)
s.notEOF()
v.SetFloat(s.convertFloat(s.floatToken(), v.Type().Bits()))
case reflect.Complex64, reflect.Complex128:
v.SetComplex(s.scanComplex(verb, v.Type().Bits()))
default:
s.errorString("can't scan type: " + val.Type().String())
}
}
}
// 将本地引发的 panic（scanError 类型）和 EOF panic 转换为 error。
func errorHandler(errp *error) {
if e := recover(); e != nil {
// 本地 panic 转换为 error
if se, ok := e.(scanError); ok {
*errp = se.err
// EOF panic 也转换为 error
} else if eof, ok := e.(error); ok && eof == io.EOF {
*errp = eof
} else {
panic(e)
}
}
}
// 扫描器的扫描过程
func (s *ss) doScan(a []interface{}) (numProcessed int, err error) {
defer errorHandler(&err)
// 循环处理所有 arg
for _, arg := range a {
s.scanOne('v', arg)
numProcessed++
}
// 所有参数扫描结束
// 检查是否以换行符或 EOF 结尾（Scanln 等需要这个错误信息）
if s.nlIsEnd {
for {
r := s.getRune()
if r == '\n' || r == eof {
break
}
// 跳过空白字符后再次判断
if !isSpace(r) {
s.errorString("expected newline")
break
}
}
}
return
}
// 处理非占位字符串，返回已处理的字节数。处理结果分为以下几种情况：
// 遇到占位符 ：返回 % 之前的字节数
// 不匹配 ：返回 -1
// 完全匹配（format 被读完）：返回 len(foramt)
// 输入端被读完 ：强行中止扫描
// advance 的逻辑比较复杂，要配合 doScanf 理解，很难完全理解。
func (s *ss) advance(format string) (i int) {
// 这里的 format 不是完整的格式字符串，而是由 doScanf 提供的
// 未处理部分的格式字符串。doScanf 处理完一个占位符后，就把
// 剩下的格式字符串交给 advance 处理。
for i < len(format) {
// 解码一个待处理字符
fmtc, w := utf8.DecodeRuneInString(format[i:])
// 1、处理遇到的 % 号
if fmtc == '%' {
// 不能以 % 结尾
if i+w == len(format) {
s.errorString("missing verb: % at end of format string")
}
nextc, _ := utf8.DecodeRuneInString(format[i+w:])
// 遇到单独的 %（占位符）则返回 % 的下标 i（即 % 之前已处理的字节数）
if nextc != '%' {
return
}
// %% 被解析为一个 %，当做普通字符，交给后面处理
i += w // 跳过 %% 中的前一个 %
}
// 2、处理 format 中的连续空白字符
sawSpace := false // 是否遇到连续的空白字符（包括换行符）
wasNewline := false // 是否遇到换行符
// 跳过连续的空白符
for isSpace(fmtc) && i < len(format) {
if fmtc == '\n' {
if wasNewline {
// 一次只处理一个换行符，之后的换行符交给后面处理
break
}
// 登记遇到换行符
wasNewline = true
}
// 登记遇到空白字符
sawSpace = true
i += w // 跳过已处理的空白字符
// 更新待处理字符
fmtc, w = utf8.DecodeRuneInString(format[i:])
}
// 到此，表示没有连续空白或已跳过连续空白，
// 此时 i 指向非空白字符或换行符（即前面遇到的未处理的换行符）。
// 3、对比输入端的连续空白字符
if sawSpace {
inputc := s.getRune()
if inputc == eof {
// 输入端被读空，返回已处理的字节数。
// 返回后，在 doScanf 中继续判断 format 是否也被读完。
return
}
// 输入端未遇到空白字符，匹配失败，中止整个扫描过程，返回 err。
if !isSpace(inputc) {
s.errorString("expected space in input to match format")
}
// 输入端也遇到空白字符，跳过空白部分。
for inputc != '\n' && isSpace(inputc) {
inputc = s.getRune()
}
// 此时 inputc 有可能为 eof
// 输入端遇到换行符
if inputc == '\n' {
// format 中未遇到换行符，匹配失败，中止整个扫描过程，返回 err。
if !wasNewline {
s.errorString("newline in input does not match format")
}
// 到此，输入端和 format 中都遇到换行符，匹配成功。
// 输入端换行符之后的空白没有继续处理，而 format 中却处理了，
// 这将导致 "\n a %d" 无法匹配 "\n a 1"。使用的时候要注意。
// 匹配完毕，返回已处理的字节数
// 这里把 \n 当做一次扫描结束，这种行为类似于 Scanln。
return
}
// 输入端空白字符处理完毕，未遇到换行符，则读取的应该是非空白字符。
// 撤销对非空白字符的读取，交给下一轮去处理。
// 如果之前读取的是 eof 则 UnreadRune 不会撤销任何内容。
s.UnreadRune()
// format 中遇到换行符，与输入端不匹配
if wasNewline {
s.errorString("newline in format does not match input")
}
// 空白部分（第二个换行符之前的）全部匹配成功，继续下一轮，处理后面的字符。
continue
}
// 到此，表示 format 中没遇到空白字符或空白字符已经处理完毕。
// 4、处理 format 中的非空白字符
// 使用 mustReadRune 而不是 getRune 表示如果读取失败（EOF），
// 则中止整个扫描过程，返回 err。
inputc := s.mustReadRune()
// 非空白字符匹配失败，撤销对 input 的读取，并返回 -1
if fmtc != inputc {
// 匹配失败，应该不需要再做什么了，不过 advance 作为一个独立的功能函数，
// 还是要严谨一些，执行 s.UnreadRune 是为了保证输入端中已处理的内容与
// format 中 i 的位置对齐。
s.UnreadRune()
return -1
}
// 非空白字符匹配成功，继续处理下一个字符。
i += w
}
// 全部处理完毕，返回 len(format)
return
}
// 扫描器的格式化扫描过程
func (s *ss) doScanf(format string, a []interface{}) (numProcessed int, err error) {
// 消化本地 panic，结束整个扫描过程。
defer errorHandler(&err)
end := len(format) - 1
for i := 0; i <= end; {
// 先处理 format 中的非占位符部分。
w := s.advance(format[i:])
// 循环直到遇到 % 字符
if w > 0 {
i += w
continue
// 这里有一个作用，就是当 i == len(format) 时，
// 会终止循环，不会继续在后面访问 format[i]
}
// 到这里，表示 format 没有处理完，而且应该处理占位符了。
// 没有遇找到占位符，看看是什么原因
if format[i] != '%' {
// 非空白字符匹配失败
if w < 0 {
s.errorString("input does not match format")
}
// 到此，表示遇到 EOF
// 不过代码不会执行到这里，因为在 advance 中 EOF 会引发 panic
// 为了逻辑的严谨，这里还是需要添加一个 break，以防 advance 发生改变。
break
}
i++ // 跳过 % 号
// 读取占位符中的宽度信息
var widPresent bool
s.maxWid, widPresent, i = parsenum(format, i, end)
// 如果没有设置宽度信息，则将宽度设置为默认值 hugeWid
if !widPresent {
s.maxWid = hugeWid // hugeWid 是常量 1 << 30
}
// 获取动词
c, w := utf8.DecodeRuneInString(format[i:])
i += w // 跳过动词
// 如果动词不是 c，则跳过输入端开头的空白
if c != 'c' {
s.SkipSpace()
}
// 默认读取限制
s.argLimit = s.limit
// 根据占位符中的宽度信息设置输入端允许读出的最大字符数
if f := s.count + s.maxWid; f < s.argLimit {
s.argLimit = f
}
// arg 太少，占位符太多，数量不匹配。
if numProcessed >= len(a) {
s.errorString("too few operands for format '%" + format[i-w:] + "'")
break
}
arg := a[numProcessed]
s.scanOne(c, arg) // 处理一个 arg
numProcessed++ // 跳过已处理的 arg
// 恢复默认读取限制
s.argLimit = s.limit
}
// arg 太多，占位符太少，数量不匹配。
if numProcessed < len(a) {
s.errorString("too many operands")
}
return
}
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