Rust 中的文件操作示例详解

文件路径

想要打开或者创建一个文件，首先要指定文件的路径。

rust 中的路径操作是跨平台的，std::path 模块提供的了两个用于描述路径的类型：

1. pathbuf – 具有所有权并且可被修改，类似于 string。
2. path – 路径切片，类似于 str。

示例：

use std::path::path;
use std::path::pathbuf;
fn main() {
    // 直接将一个字符串切片包装成一个路径切片
    let path = path::new("./foo/bar.txt");

    // 返回上级路径，若无上级路径则返回 `none`
    let parent = path.parent().unwrap();

    // 返回文件名（不包含文件扩展名）
    let file_stem = path.file_stem().unwrap();

    println!(
        "path: {:?}, parent: {:?}, file_stem: {:?}",
        path, parent, file_stem
    );

    // 创建一个空的 `pathbuf`
    let mut empty_path = pathbuf::new();
    println!("empty_path: {:?}", empty_path);

    // 根据字符串切片创建 `pathbuf`
    let path = pathbuf::from(r"c:\windows\system32.dll");

    // 添加路径
    empty_path.push(r"c:\");

    println!("empty_path: {:?}, path: {:?}", empty_path, path);
}

文件创建和删除

rust 的 std::fs 模块提供了一系列文件系统操作的功能。

目录创建和删除

创建目录的函数：

• create_dir<p: asref<path>>(path: p) -> result<()> – 创建一个空目录，若指定路径不存在则会返回错误
• create_dir_all<p: asref<path>>(path: p) -> result<()> – 级联创建目录。

示例：

use std::fs;
// 由于字符串切片实现了 `asref<path>` trait，因此函数中的参数可以直接使用字符串字面量
fn main() -> std::io::result<()> {
    // 创建一个空目录
    fs::create_dir("./empty")?;

    // 创建一个目录，若其上级目录不存在，则一同创建
    fs::create_dir_all("./some/dir")?;

    ok(())
}

删除目录的函数：

• remove_dir<p: asref<path>>(path: p) -> result<()> – 删除指定空目录。
• remove_dir_all<p: asref<path>>(path: p) -> result<()> – 删除指定目录及其目录下的内容。

示例：

use std::fs;

fn main() -> std::io::result<()> {
    // 删除一个空目录
    fs::remove_dir("./empty")?;

    // 删除指定目录及其目录下的内容，但不会删除其上级目录
    fs::remove_dir_all("./some/dir")?;

    ok(())
}

文件创建和删除

rust 使用 std::fs::file 结构体与文件系统中的文件相关联，通过 std::fs::file 实例可以对文件进行读取和写入。

文件创建和删除的函数：

• create<p: asref<path>>(path: p) -> result<file>
• std::fs::remove_file<p: asref<path>>(path: p) -> result<()>

示例：

use std::fs;
use std::fs::file;

fn main() -> std::io::result<()> {
    // 以只写模式打开指定文件，若文件存在则清空文件内容，若文件不存在则新建一个
    let mut f = file::create("foo.txt")?;

    // 删除文件
    fs::remove_file("foo.txt")?;

    ok(())
}

文件读取和写入

std::fs::file 本身实现了 read 和 write trait，所以文件的读写非常简单。

文件打开

在读写文件之前，首先应该得到一个 file 类型实例。除了可以在创建文件时获取 file 实例，还可以使用 file 的 open 函数：

• open<p: asref<path>>(path: p) -> result<file>

示例：

use std::fs::file;

fn main() -> std::io::result<()> {
    // 以只读模式打开指定文件，若文件不存在则返回错误
    let _file = file::open("foo.txt")?;

    ok(())
}

使用 create 和 open 函数获取的 file 实例是只读或者只写的，如果想要控制更多的读写选项，则需要使用 std::fs::openoptions。它是一个 builder，create 和 open 函数的底层也是这个 builder。

使用 std::fs::openoptions 时，首先调用 openoptions::new，然后通过链式调用来设置读写选项，最后调用 openoptions::open 打开指定的文件。

示例：

use std::fs::openoptions;

fn main() -> std::io::result<()> {
    let _file = openoptions::new()
        .read(true)
        .write(true)
        .create(true) // 新建，若文件存在则打开这个文件
        .open("foo.txt")?;

    let _file = openoptions::new()
        .append(true) // 追加内容
        .open("foo.txt")?;

    let _file = openoptions::new()
        .write(true)
        .truncate(true) // 清空文件
        .open("foo.txt");

    ok(())
}

文件读取

读取文件主要用的是 std::io::read trait 中的函数。比如：

• read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> result<usize>
• read_to_string(&mut self, buf: &mut string) -> result<usize>

示例：

use std::fs::file;
use std::io;
// `prelude` 模块包含通常使用的 io trait: `bufread`, `read`, `write`, `seek`
use std::io::prelude::*;

fn main() -> io::result<()> {
    let mut f = file::open("foo.txt")?;
    let mut buffer = [0; 10];
    // 读取文件中的前10个字节
    let n = f.read(&mut buffer[..])?;
    println!("the bytes: {:?}", &buffer[..n]);

    // 接着读取10个字节
    let n = f.read(&mut buffer[..])?;
    println!("the bytes: {:?}", &buffer[..n]);

    let mut f = file::open("foo.txt")?;
    let mut buffer = string::new();
    // 读取文件所有内容并转为字符字符串，若文件非 utf-8 格式，则会报错
    f.read_to_string(&mut buffer)?;
    println!("the string: {}", buffer);

    ok(())
}

另外，file 类型还实现了 std::io::seek trait，seek 主要提供了一个 seek 函数，可以控制文件读取和写入的起始位置。

• seek(&mut self, pos: seekfrom) -> result<u64>

示例：

use std::fs::file;
use std::io;
use std::io::prelude::*;
use std::io::seekfrom;

fn main() -> io::result<()> {
    let mut f = file::open("foo.txt")?;

    // 将游标前移 10 个字节（游标的默认位置是 0）
    f.seek(seekfrom::start(10))?;

    // 将前 10 个字节之后的内容读取到 buf 中
    let mut buffer = string::new();
    f.read_to_string(&mut buffer)?;
    println!("the string: {}", buffer);

    ok(())
}

除了可以设置文件读取的起点，还可以限制文件读取的长度。std::io::read 提供了 take 函数来限制文件读取的长度。

• take(self, limit: u64) -> take<self>

示例：

use std::fs::file;
use std::io;
use std::io::prelude::\*;

fn main() -> io::result<()> {
let f = file::open("foo.txt")?;
let mut buffer = [0; 10];

    // 限制读取长度最多为 5 字节
    let mut handle = f.take(5);

    handle.read(&mut buffer)?;
    println!("buffer: {:?}", buffer);

    ok(())

}

文件写入

读取文件主要用的是 std::io::write trait 中的函数。比如：

• fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> result<usize> – 尝试将 buf 中的全部内容写入文件，有可能不成功。
• fn flush(&mut self) -> result<()>
• fn write_all(&mut self, buf: &[u8]) -> result<()> – 持续调用 write，将 buf 中的所有内容都写入文件。

示例：

use std::fs::file;
use std::io::prelude::*;

fn main() -> std::io::result<()> {
    let mut buffer = file::create("foo.txt")?;

    buffer.write(b"some bytes")?;

    buffer.write_all(b"more bytes")?;

    buffer.flush()?;

    ok(())
}

相关资料

the rust standard library

rust by example

rustprimer

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