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所屬的專欄：Rust語言通關之路
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Rust獲取命令行參數以及IO操作

Rust作為一門系統編程語言，提供了強大且安全的I/O操作支持。與C/C++不同，Rust通過所有權系統和豐富的類型系統，在編譯期就能避免許多常見的I/O錯誤。Rust的標準庫std::io模塊包含了大多數I/O功能，而std::fs模塊則專門處理文件系統操作。

1、接收命令行參數

1.1 讀取參數值

Rust 標準庫提供的std::env::args 能夠獲取傳遞給它的命令行參數的值
這個函數返回一個傳遞給程序的命令行參數的 迭代器（iterator）。

use std::env;fn main() {let args: Vec<String> = env::args().collect();println!("{:?}", args);
}

首先使用 use 語句來將 std::env 模塊引入作用域以便可以使用它的 args 函數。
注意 std::env::args 函數被嵌套進了兩層模塊中。
當所需函數嵌套了多于一層模塊時，通常將父模塊引入作用域，而不是其自身。
這便于我們利用 std::env 中的其他函數。這比增加了 use std::env::args; 后僅僅使用 args 調用函數要更明確一些，因為 args 容易被錯認成一個定義于當前模塊的函數。

得到的第一個參數是生成的程序本身，后面都是命令行參數

在 main 函數的第一行，我們調用了 env::args，并立即使用 collect 來創建了一個包含迭代器所有值的 vector。
collect 可以被用來創建很多類型的集合，所以這里顯式注明 args 的類型來指定我們需要一個字符串 vector。
雖然在 Rust 中我們很少會需要注明類型，然而 collect 是一個經常需要注明類型的函數，因為 Rust 不能推斷出你想要什么類型的集合。
最后，我們使用調試格式 :? 打印出 vector。

注意 vector 的第一個值是 “target\debug\myargs.exe”，它是我們二進制文件的名稱。這與 C 中的參數列表的行為相匹配，讓程序使用在執行時調用它們的名稱。
如果要在消息中打印它或者根據用于調用程序的命令行別名更改程序的行為，通常可以方便地訪問程序名稱，不過考慮到本章的目的，我們將忽略它并只保存所需的兩個參數。

注意args 函數和無效的 Unicode
注意 std::env::args 在其任何參數包含無效 Unicode 字符時會 panic。
如果你需要接受包含無效 Unicode 字符的參數，使用 std::env::args_os 代替。這在某些操作系統中可能發生
這個函數返回 OsString 值而不是 String 值。
OsString 值每個平臺都不一樣而且比 String 值處理起來更為復雜。

use std::env;fn main() {for arg in env::args_os() {println!("{:?}", arg);}
}

1.2 將參數值保存進變量

打印出參數 vector 中的值展示了程序可以訪問指定為命令行參數的值。現在需要將這兩個參數的值保存進變量這樣就可以在程序的余下部分使用這些值了。

use std::env;fn main() {//獲取命令行參數let args: Vec<String> = env::args().collect();//獲取查詢字符串和文件名let query = &args[1];let filename = &args[2];println!("Searching for {}", query);println!("In file {}", filename);
}

正如之前打印出 vector 時所看到的，程序的名稱占據了 vector 的第一個值 args[0]，所以我們從索引 1 開始。
myargs2 獲取的第一個參數是需要搜索的字符串，所以將其將第一個參數的引用存放在變量 query 中。第二個參數將是文件名，所以將第二個參數的引用放入變量 filename 中。

2、Rust讀取文件

在 Rust 中讀取文件是常見的 I/O 操作，標準庫提供了多種方法來處理文件讀取。下面我將詳細介紹各種文件讀取方法及其適用場景

2.1. 基本文件讀取

2.1.1 一次性讀取整個文件到字符串

use std::fs;use std::io;//讀取文件內容
fn read_file(filename: &str) -> io::Result<String> {// 使用?來處理錯誤// ?會將錯誤傳遞給調用者// ?只能在返回Result的函數中使用// ?會將錯誤類型從io::Error轉換為io::Result<String>//fs::read_to_string返回Result<String, io::Error>let content = fs::read_to_string(filename)?;Ok(content)
}fn main() {let filename = "hello.txt";match read_file(filename) {Ok(content) => println!("File content: {}", content),Err(e) => println!("Error: {}", e),}
}

2.1.2 一次性讀取整個文件到字節向量

用于讀取二進制文件

//讀取文件到字節向量
use std::fs;
use std::io;//讀取二進制文件內容
fn read_file(filename: &str) -> io::Result<Vec<u8>> {// 使用?來處理錯誤// ?會將錯誤傳遞給調用者// ?只能在返回Result的函數中使用// ?會將錯誤類型從io::Error轉換為io::Result<Vec<u8>>//fs::read返回Result<Vec<u8>, io::Error>let content = fs::read(filename)?;Ok(content)
}fn main() {let filename = "123.vip";match read_file(filename) {//打印文件的字節長度Ok(content) => println!("File clength: {}", content.len()),Err(e) => println!("Error: {}", e),}
}

2.2. 逐行讀取文件

對于大文件，逐行讀取更高效且內存友好。

2.2.1 使用 BufReader 逐行讀取

//讀取大文件
use std::fs::File;
use std::io::{ BufRead, BufReader };//讀取大文件內容
fn read_file(filename: &str) -> std::io::Result<()> {let file = File::open(filename)?;let reader = BufReader::new(file);for line in reader.lines() {println!("{}", line?);}Ok(())
}fn main() {let filename = "hello.txt";match read_file(filename) {Ok(()) => println!("File content: {}", filename),Err(e) => println!("Error: {}", e),}
}

特點：
內存效率高
自動處理換行符
lines() 返回 Result<String>，需要處理可能的錯誤

2.2.2 使用 BufReader 讀取字節塊

//使用 BufReader 讀取字節塊
use std::io::{ self, Read };
use std::fs::File;//讀取字節塊
fn read_file(filename: &str) -> io::Result<()> {let file = File::open(filename)?;let mut reader = io::BufReader::new(file);//定義一個字節緩沖區//緩沖區的大小為1024字節let mut buffer = [0; 10];//循環讀取字節塊//read方法會將字節塊讀取到緩沖區中//read方法返回讀取的字節數//如果讀取到文件末尾，就退出循環loop {let n = reader.read(&mut buffer)?;if n == 0 {break; //讀取到文件末尾，退出循環}println!("Read {} bytes: {:?}", n, &buffer[..n]);// 處理 buffer[..n]}Ok(())
}fn main() {match read_file("Cargo.toml") {Ok(()) => println!("Read file successfully"),Err(e) => println!("Error: {}", e),}
}

特點：
適用于二進制文件
可以控制緩沖區大小
適合網絡傳輸或處理大文件

2.3 使用內存映射文件 (memmap2)

對于超大文件，內存映射可以提高性能：

use std::fs::File;
use memmap2::Mmap;fn main() -> std::io::Result<()> {let file = File::open("Cargo.toml")?;//使用memmap2映射文件到內存，需要使用unsafe，需要注意let mmap = unsafe { Mmap::map(&file)? };// 假設我們搜索某個字節模式let pattern = b"\xDE\xAD\xBE\xEF";if let Some(pos) = mmap.windows(pattern.len()).position(|w| w == pattern) {println!("Pattern found at offset: {}", pos);} else {println!("Pattern not found");}Ok(())
}

注意：內存映射涉及 unsafe 代碼，需要謹慎使用。

3、Rust向文件中寫內容

//寫入文件
use std::fs;
use std::io;fn write_file(filename: &str, content: &str) -> io::Result<()> {fs::write(filename, content)
}fn main() {let filename = "hello.txt";let content = "你好，景天";match write_file(filename, content) {Ok(()) => println!("Write file successfully"),Err(e) => println!("Error: {}", e),}
}

4、Rust序列化與反序列化

使用 serde 庫可以方便地進行 I/O 操作：
需要安裝第三方庫
cargo add serde
cargo add serde_json
并且在Cargo.toml中配置

//序列化和反序列化
use serde::{ Serialize, Deserialize };
use std::fs;
use serde_json;#[derive(Serialize, Deserialize, Debug)]
#[allow(dead_code)]
struct Person {name: String,age: u8,phones: Vec<String>,
}fn main() {let person = Person {name: "John".to_string(),age: 30,phones: vec!["1234567890".to_string(), "0987654321".to_string()],};//序列化let json = serde_json::to_string(&person).unwrap(); //將結構體序列化為json字符串println!("json: {}", json);//將序列化后的數據寫入文件fs::write("person.json", json).unwrap(); //將數據寫入文件，json的所有權已經移動到write中了//反序列化// let person2: Person = serde_json::from_str(&json).unwrap(); //這里json所有權已不存在// println!("person2: {:?}", person2);//從文件中讀取數據并反序列化let json2 = fs::read_to_string("person.json").unwrap();let person3: Person = serde_json::from_str(&json2).unwrap();println!("person3: {:?}", person3);
}