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*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。

Go进阶:如何开发多彩动感的终端UI应用

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。

Go进阶:如何开发多彩动感的终端UI应用

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。

Go进阶:如何开发多彩动感的终端UI应用


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

Go进阶:如何开发多彩动感的终端UI应用

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。


上一篇:自动安装nginx脚本


下一篇:sh nginx 虚拟主机安装卸载