Rust 中的文件系统操作

简介

在本实验中，将介绍 Rust 中的 std::fs 模块，该模块提供了用于文件系统操作的函数。本实验提供了各种文件系统操作的示例，包括创建目录、创建文件、读取文件内容、创建符号链接、列出目录内容、删除文件和删除目录。代码片段展示了如何使用 std::fs 模块函数执行这些操作，并提供了每个操作的预期输出。此外，还提到了使用 ? 表示法进行错误处理的 cat 函数的替代实现。

注意：如果实验未指定文件名，你可以使用任何你想要的文件名。例如，你可以使用 main.rs，并通过 rustc main.rs &&./main 进行编译和运行。

Skills Graph

文件系统操作

std::fs 模块包含了几个用于处理文件系统的函数。

use std::fs;
use std::fs::{File, OpenOptions};
use std::io;
use std::io::prelude::*;
use std::os::unix;
use std::path::Path;

// `% cat path` 的简单实现
fn cat(path: &Path) -> io::Result<String> {
    let mut f = File::open(path)?;
    let mut s = String::new();
    match f.read_to_string(&mut s) {
        Ok(_) => Ok(s),
        Err(e) => Err(e),
    }
}

// `% echo s > path` 的简单实现
fn echo(s: &str, path: &Path) -> io::Result<()> {
    let mut f = File::create(path)?;

    f.write_all(s.as_bytes())
}

// `% touch path` 的简单实现（忽略已存在的文件）
fn touch(path: &Path) -> io::Result<()> {
    match OpenOptions::new().create(true).write(true).open(path) {
        Ok(_) => Ok(()),
        Err(e) => Err(e),
    }
}

fn main() {
    println!("`mkdir a`");
    // 创建一个目录，返回 `io::Result<()>`
    match fs::create_dir("a") {
        Err(why) => println!("! {:?}", why.kind()),
        Ok(_) => {},
    }

    println!("`echo hello > a/b.txt`");
    // 可以使用 `unwrap_or_else` 方法简化之前的匹配
    echo("hello", &Path::new("a/b.txt")).unwrap_or_else(|why| {
        println!("! {:?}", why.kind());
    });

    println!("`mkdir -p a/c/d`");
    // 递归创建一个目录，返回 `io::Result<()>`
    fs::create_dir_all("a/c/d").unwrap_or_else(|why| {
        println!("! {:?}", why.kind());
    });

    println!("`touch a/c/e.txt`");
    touch(&Path::new("a/c/e.txt")).unwrap_or_else(|why| {
        println!("! {:?}", why.kind());
    });

    println!("`ln -s../b.txt a/c/b.txt`");
    // 创建一个符号链接，返回 `io::Result<()>`
    if cfg!(target_family = "unix") {
        unix::fs::symlink("../b.txt", "a/c/b.txt").unwrap_or_else(|why| {
            println!("! {:?}", why.kind());
        });
    }

    println!("`cat a/c/b.txt`");
    match cat(&Path::new("a/c/b.txt")) {
        Err(why) => println!("! {:?}", why.kind()),
        Ok(s) => println!("> {}", s),
    }

    println!("`ls a`");
    // 读取一个目录的内容，返回 `io::Result<Vec<Path>>`
    match fs::read_dir("a") {
        Err(why) => println!("! {:?}", why.kind()),
        Ok(paths) => for path in paths {
            println!("> {:?}", path.unwrap().path());
        },
    }

    println!("`rm a/c/e.txt`");
    // 删除一个文件，返回 `io::Result<()>`
    fs::remove_file("a/c/e.txt").unwrap_or_else(|why| {
        println!("! {:?}", why.kind());
    });

    println!("`rmdir a/c/d`");
    // 删除一个空目录，返回 `io::Result<()>`
    fs::remove_dir("a/c/d").unwrap_or_else(|why| {
        println!("! {:?}", why.kind());
    });
}

以下是预期的成功输出：

$ rustc fs.rs && ./fs
$(mkdir a)
$(echo hello > a/b.txt)
$(mkdir -p a/c/d)
$(touch a/c/e.txt)
$(ln -s../b.txt a/c/b.txt)
$(cat a/c/b.txt)
> hello
$(ls a)
> "a/b.txt"
> "a/c"
$(rm a/c/e.txt)
$(rmdir a/c/d)

a 目录的最终状态如下：

$ tree a
a
|-- b.txt
`-- c
    `-- b.txt ->../b.txt

1 个目录，2 个文件

定义函数 cat 的另一种方式是使用 ? 表示法：

fn cat(path: &Path) -> io::Result<String> {
    let mut f = File::open(path)?;
    let mut s = String::new();
    f.read_to_string(&mut s)?;
    Ok(s)
}

总结

恭喜你！你已经完成了文件系统操作实验。你可以在 LabEx 中练习更多实验来提升你的技能。