Go进阶：如何开发多彩动感的终端UI应用

 周庆 360云计算 

女主宣言

之前小编有看过编程语句相关统计，echo、print之类的语句，使用最为频繁。但是直接输出的语句，总是那么的普普通通。所以今天小编来给大家分享一篇关于炫酷输出的文章。希望能对大家有所帮助。

PS：丰富的一线技术、多元化的表现形式，尽在“360云计算”，点关注哦！

1

终端(terminal)的发展历史

终端（Terminal）是计算机系统的输入输出设备，由于历史的原因终端这个概念非常混乱，终端的发展经历了字符终端、图形终端和网络终端三个阶段。

电传打字机的设备TTY（TeleTYpe）

在早期由于计算机非常昂贵，因此数十个用户共用一台主机，为了满足多用户同时使用，最初使用一种叫电传打字机的设备，简称TTY（TeleTYpe），通过专用线缆与中央计算机相连，电传打字机通过键盘将电码信号发送给主机，同时接收主机程序的输出并打印在纸带上，缺点是非常浪费纸，TTY设备是现代控制台（Console）的鼻祖。

VT100

在20世纪70年代后期，VT100由DEC生产。本机具有单色显示屏。我们仍然无法改变颜色，但它能够表达丰富的视觉效果，如闪烁、删除文本，并使文本变为粗体或斜体。为特定操作定义了许多控制序列。

VT100是一个古老的终端定义，后面出现的终端几乎都兼容这种终端。VT100无法表达颜色，因为它嵌入了单色显示器。VT100控制码是用来在终端扩展显示的代码。比如果终端上任意坐标用不同的颜色显示字符。VT100控制码有时又称为ANSI Escape Sequence。如果感兴趣继续了解VT的发展历史请访问vt100.net

 VT100控制码ANSI Escape Sequence 顾名思义，所有控制序列开始从\x1b 对应上ASCII码表。今天大多数个人计算机的Telnet用户端提供最普遍的终端（一般VT100）的模拟。VT100无法表达颜色，因为它嵌入了单色显示器。但是不知道为什么VT100控制码ANSI Escape Sequence有改变颜色的控制序列的细节，但VT241终端是高端模型嵌入彩色图形显示器。

让我们了解VT100控制码。所有的控制符是 \033 或 \e 打头（即 ESC 的 ASCII 码）用输出字符语句来输出。可以在命令行用 echo 命令，或者在 C 程序中用 printf 来输出 VT100 的控制字符。

VT100 控制码

\033[0m // 关闭所有属性
\033[1m // 设置为高亮
\033[4m // 下划线
\033[5m // 闪烁
\033[7m // 反显
\033[8m // 消隐
\033[nA // 光标上移 n 行
\033[nB // 光标下移 n 行
\033[nC // 光标右移 n 行
\033[nD // 光标左移 n 行
\033[y;xH // 设置光标位置
\033[2J // 清屏
\033[K // 清除从光标到行尾的内容
\033[s // 保存光标位置
\033[u // 恢复光标位置
\033[?25l // 隐藏光标
\033[?25h // 显示光标

 \033[30m – \033[37m为设置前景色

30: 黑色
31: 红色
32: 绿色
33: 黄色
34: 蓝色
35: 紫色
36: 青色
37: 白色

 \033[40m – \033[47m 为设置背景色

40: 黑色
41: 红色
42: 绿色
43: 黄色
44: 蓝色
45: 紫色
46: 青色
47: 白色

ANSI / VT100控制码文档

PTY（pseudoTTY）伪终端/网络终端

在一些操作系统中，包括Unix的，一个伪终端，pseudotty，或PTY是一对伪设备，其中，所述一个的从属，模仿硬件文本终端装置，其中，所述其它的主，提供了这样的装置终端仿真器进程控制从站。终端仿真器进程还必须处理终端控制命令，例如，用于调整屏幕的大小。广泛使用的终端仿真程序包括xterm，GNOME终端，Konsole和终端。远程登录处理程序（如ssh和telnet服务器）扮演相同的角色，但与远程用户而不是本地用户进行通信。还要考虑诸如期望之类的程序。

2

Go语言终端colorful-text

打印色彩文字示例

package main
import "fmt"
func main() {
   fmt.Print("\x1b[4;30;46m")//设置颜色样式
   fmt.Print("Hello World")//打印文本内容
   fmt.Println("\x1b[0m")//样式结束符,清楚之前的显示属性
}

运行效果

源代码解析，请关注第4行，这是VT100控制码改变颜色。\x1b[4;30;46m 由3部分组成。

• \x1b[ ：控制序列导入器

• 4;30;46：由分号分隔的参数。4表示下划线，30表示设置前景色黑色，46表示设置背景颜色青色

• m ：最后一个字符（总是一个字符）

打印Hello World后，print\x1b[0m包含0用来表示清除显示属性。

开源库 fatih/color 的原理就是使用golang print VT100控制码（ANSI Escape Sequence）标记文本内容，色彩丰富的终端文本。

3

Go语言终端进度条progress

显示进度条的代码的原理：

1. 终端需要擦除终端

2. 打印进度条

3. 移动光标位置

package main

import (
"fmt"
"strings"
"time"
)

func renderbar(count, total int) {
 barwidth := 30
 done := int(float64(barwidth) * float64(count) / float64(total))

 fmt.Printf("Progress: \x1b[33m%3d%%\x1b[0m ", count*100/total)
 fmt.Printf("[%s%s]",
 strings.Repeat("=", done),
 strings.Repeat("-", barwidth-done))
}

func main() {
 total := 50
for i := 1; i <= total; i++ {
//<ESC>表示ASCII“转义”字符，0x1B
 fmt.Print("\x1b7")   // 保存光标位置 保存光标和Attrs <ESC> 7
 fmt.Print("\x1b[2k") // 清空当前行的内容 擦除线<ESC> [2K
 renderbar(i, total)
 time.Sleep(50 * time.Millisecond)
 fmt.Print("\x1b8") // 恢复光标位置 恢复光标和Attrs <ESC> 8
 }
 fmt.Println()
}

这部分代码缺陷就是barwidth这个值是固定的，但实际中这个变量应该跟随终端的宽度来确定。

4

关于终端仿真器的窗口大小

我们可以更改窗口大小，因为我们使用pty（终端模拟器），而不是终端机器。在本节中，让我们了解如何获得终端仿真器的大小。要获得窗口大小，你需要 syscall.SYS_IOCTL 使用 TIOCGWINSZ 以下调用。

type winsize struct {
   Row uint16
   Col uint16
   X  uint16
   Y uint16
}

func getWinSize(fd int) (row, col uint16, err error) {
   var ws *winsize
   retCode, _, errno := syscall.Syscall(
      syscall.SYS_IOCTL, uintptr(fd),
      uintptr(syscall.TIOCGWINSZ),
      uintptr(unsafe.Pointer(ws)))
   if int(retCode) == -1 {
      panic(errno)
   }
   return ws.Row, ws.Col, nil
}

但从易用性和简单出发，最好直接调用 unix.IoctlGetWinsize，注意 GetWinsizeAPI 在 windows 上不好使。

package main

import (
"fmt"
"strings"
"syscall"
"time"

"golang.org/x/sys/unix"
)

var wscol = 30

func init() {
 ws, err := unix.IoctlGetWinsize(syscall.Stdout, unix.TIOCGWINSZ)
if err != nil {
 panic(err)
 }
 wscol = int(ws.Col)
}

func renderbar(count, total int) {
 barwidth := wscol - len("Progress: 100% []")
 done := int(float64(barwidth) * float64(count) / float64(total))

 fmt.Printf("Progress: \x1b[33m%3d%%\x1b[0m ", count*100/total)
 fmt.Printf("[%s%s]",
 strings.Repeat("=", done),
 strings.Repeat("-", barwidth-done))
}

func main() {
 total := 50
for i := 1; i <= total; i++ {
 fmt.Print("\x1b7")   // save the cursor position
 fmt.Print("\x1b[2k") // erase the current line
 renderbar(i, total)
 time.Sleep(50 * time.Millisecond)
 fmt.Print("\x1b8") // restore the cursor position
 }
 fmt.Println()
}

不仅要了解如何获取窗口大小，还需要知道如何接收事件，通知事件窗口大小更改。

这里以macOS/unix系统为例，你可以从UNIX OS信号接收通知。你只需处理SIGWINCH os信号，如下所示：

package main

import (
"fmt"
"os"
"os/signal"
"strings"
"syscall"
"time"

"golang.org/x/sys/unix"
)

var (
 total = 50
 count = 0
 wscol = 20
)

func init() {
 err := updateWSCol()
if err != nil {
 panic(err)
 }
}

func updateWSCol() error {
 ws, err := unix.IoctlGetWinsize(syscall.Stdout, unix.TIOCGWINSZ)
if err != nil {
return err
 }
 wscol = int(ws.Col)
return nil
}

func renderbar() {
 fmt.Print("\x1b7")       // 保存光标位置
 fmt.Print("\x1b[2k")     // 清除当前行内容
 defer fmt.Print("\x1b8") // 恢复光标位置

 barwidth := wscol - len("Progress: 100% []")
 done := int(float64(barwidth) * float64(count) / float64(total))

 fmt.Printf("Progress: \x1b[33m%3d%%\x1b[0m ", count*100/total)
 fmt.Printf("[%s%s]",
 strings.Repeat("=", done),
 strings.Repeat("-", barwidth-done))
}

func main() {
// set signal handler
 sigwinch := make(chan os.Signal, 1)
defer close(sigwinch)
 signal.Notify(sigwinch, syscall.SIGWINCH)
 go func() {
for {
if _, ok := <-sigwinch; !ok {
return
 }
 _ = updateWSCol()
 renderbar()
 }
 }()

for count = 1; count <= 50; count++ {
 renderbar()
 time.Sleep(time.Second)
 }
 fmt.Println()
}

 通过调用ioctl与TIOCGWINSZ当你收到SIGWINCH signal，你可以得到窗口的大小.您可以从此信息控制终端UI。但是很难正确擦除屏幕。实际上，如果在此代码中使终端窗口变小，则输出将崩溃。最简单的方法是每次都擦除整个屏幕。

总结

思维扩展：根据 ANSI/VT100终端控制码文档结合 python/bash/go/java/c/php 等语言的 print 函数你可以开发出自己的富文本终端UI ap。

参考文档

• VT100发展史

• ANSI/VT100终端控制码

• ANSI/VT100控制码go语言实现:GitHub开源库fatih/color

• 终端GUI高级示例:https://github.com/jroimartin/gocui

以上就是本篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。

有疑问加站长微信联系（非本文作者）