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Rust讀取文件的五種方法,你知道哪種?

開發(fā) 前端
讀取文件是開發(fā)軟件時(shí)常見的操作,本文介紹了在Rust中讀取文件(包括字符串和原始二進(jìn)制格式)的五種常用方法。所有方法都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),需要選擇適合你的特定情況和用例的方法。

讀取文件是在軟件開發(fā)中遇到的最常見的操作之一。加載配置文件、處理文件等通常是構(gòu)建的軟件用例的一部分。

與其他編程語言一樣,在Rust中有多種讀取文件的方法。然而,這些方法都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),理解在哪種情況下使用哪種方法是至關(guān)重要的。

在本文中,你將了解Rust最常用的讀取文件的方法。

1,將整個(gè)文件讀入到字符串

這種方法除了處理文件和處理其內(nèi)容之外,不需要擔(dān)心任何事情。將整個(gè)文件讀入String的優(yōu)點(diǎn):

  • 可以處理包含字符串內(nèi)容的文件
  • 可以一次整體處理

另一方面,這種方法也有它的缺點(diǎn):

  • 過大的文件可能會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響
  • 文件越大,程序的內(nèi)存消耗就越大
  • 包含二進(jìn)制內(nèi)容的文件不能以這種方式處理

下面的例子展示了如何將整個(gè)文件讀入String:

use std::fs;

fn read_file_content_as_string(path: &str) -> Result<String, Box<dyn std::error::Error>> {
    let string_content = fs::read_to_string(path)?;
    Ok(string_content)
}

2,將整個(gè)文件讀入到字節(jié)向量

如果不處理String內(nèi)容,但需要處理某種形式的二進(jìn)制格式,則可以將整個(gè)文件讀入字節(jié)向量。不過,這個(gè)方法仍然適用于字符串內(nèi)容。你必須自己實(shí)例化它,而不是直接從方法調(diào)用中接收String。如果你不處理字符串內(nèi)容,則不需要這樣做。

這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是:

  • 可以處理包含任何形式內(nèi)容的文件
  • 可以一次處理整個(gè)文件

缺點(diǎn)是:

  • 文件太大可能會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響
  • 文件越大,程序的內(nèi)存消耗就越大

下面的例子演示了如何將整個(gè)文件讀入字節(jié)向量:

use std::fs;

fn read_file_as_bytes(path: &str) -> Result<Vec<u8>, Box<dyn std::error::Error>> {
    let byte_content = fs::read(path)?;
    Ok(byte_content)
}

如果將字節(jié)向量轉(zhuǎn)換為String,可以這樣做:

use std::fs;
use std::str;

fn read_file_as_bytes(path: &str) -> Result<String, Box<dyn std::error::Error>> {
    let byte_content = fs::read(path)?;
    let string_content = str::from_utf8(&byte_content)?;

    Ok(string_content.to_string())
}

3,逐行讀取文件

如上所述,如果處理大文件,一次讀取整個(gè)文件可能會(huì)導(dǎo)致問題。在這種情況下,最好使用逐行方法處理這些文件。當(dāng)然,這主要適用于具有String內(nèi)容的文件。

Rust在其標(biāo)準(zhǔn)庫中有一個(gè)方便的結(jié)構(gòu)體,它去掉了一些較低級(jí)別的細(xì)節(jié),稱為BufReader。這種方法可以處理以下特點(diǎn)的文件:

  • 包含字符串內(nèi)容的文件
  • 不能一次處理太大的文件

然而,這種方法也有一些缺點(diǎn):

  • 它只適用于字符串內(nèi)容的文件
  • 實(shí)現(xiàn)可能很快變得更加復(fù)雜
  • 根據(jù)文件的格式,如果不是要處理的所有內(nèi)容都放在同一行,則可能需要自己緩沖行

下面的示例展示了如何逐行讀取文件:

use std::fs::File;
use std::io::{BufReader, BufRead};

fn read_file_line_by_line(path: &str) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    let file = File::open(path)?;
    let reader = BufReader::new(file);

    for line in reader.lines() {
        match line {
            // line是字符串
            Ok(line) => process_line(line),
            Err(err) => handle_error(err),
        }    
    }

    Ok(())
}

4,以單個(gè)字節(jié)逐步讀取文件

前一種方法是逐行讀取文件,而將要介紹的這種方法允許你從BufReader處理的文件中讀取單個(gè)字節(jié)。

使用這種方法你需要:

  • 需要完全控制文件內(nèi)容的處理
  • 自己實(shí)現(xiàn)大量的內(nèi)容處理
  • 自己處理緩沖,如果一次讀取所有文件內(nèi)容會(huì)使內(nèi)存消耗爆炸

它的缺點(diǎn)包括:

  • 你必須處理原始數(shù)據(jù)。在這種情況下,它甚至是單個(gè)原始字節(jié)
  • 你可能仍然需要一個(gè)緩沖區(qū)來臨時(shí)保存單個(gè)字節(jié),直到可以將多個(gè)字節(jié)合并為更有意義的內(nèi)容

下面的例子演示了如何以單個(gè)字節(jié)逐步讀取文件:

use std::fs::File;
use std::io::{BufReader, Read};

fn read_file_as_single_bytes(path: &str) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    let file = File::open(path)?;
    let reader = BufReader::new(file);

    for byte in reader.bytes() {
        match byte {
            // byte正好是一個(gè)字節(jié)
            Ok(byte) => process_byte(byte),
            Err(err) => handle_error(err),
        }
    }

    Ok(())
}

5,以字節(jié)塊讀取文件

如果需要更大的靈活性,可以使用BufReader從文件中讀取塊。說實(shí)話,BufReader也在底層進(jìn)行了優(yōu)化,當(dāng)使用它的.bytes()方法時(shí),它不會(huì)單獨(dú)讀取每個(gè)字節(jié)。它以塊的形式讀取它們,然后從Iterator返回單個(gè)字節(jié)。

但是,當(dāng)你想要自己處理塊時(shí),這并沒有多大幫助。當(dāng)然,也可以在使用bytes()時(shí)手動(dòng)緩沖字節(jié)。

像其他方法一樣,以字節(jié)塊的形式讀取文件內(nèi)容既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。它的優(yōu)點(diǎn)是:

  • 可以完全控制如何處理文件的內(nèi)容
  • 提供了最大的靈活性,因?yàn)榭梢詣?dòng)態(tài)調(diào)整塊大小并對(duì)特定情況做出反應(yīng)
  • 如果必須處理大文件,讀取所有文件內(nèi)容將使內(nèi)存消耗爆炸,則可以使用這種方法。

當(dāng)然,這種方法也存在一些已知的缺陷:

  • 必須處理原始數(shù)據(jù),所有的解碼和處理都由你來決定
  • 針對(duì)特定場(chǎng)景,可能需要進(jìn)行幾次嘗試來優(yōu)化緩沖區(qū)大小
  • 如果塊太小,實(shí)際上可能會(huì)損害程序的整體性能(太多的系統(tǒng)調(diào)用)。

下面的例子展示了如何以字節(jié)塊的形式讀取文件:

use std::fs::File;
use std::io::{BufReader, BufRead}

const BUFFER_SIZE: usize = 512;

fn read_file_in_byte_chunks(path: &str) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    let file = File::open(path)?;

    let mut reader = BufReader::with_capacity(BUFFER_SIZE, file);

    loop {
        let buffer = reader.fill_buf()?;

        let buffer_length = buffer.len();

        if buffer_length == 0 {
            break;
        }

        do_something_with(buffer);

        // 沖緩沖區(qū)中消耗所有字節(jié)
        reader.consume(buffer_length);
    }

    Ok(())
}

總結(jié)

讀取文件是開發(fā)軟件時(shí)常見的操作,本文介紹了在Rust中讀取文件(包括字符串和原始二進(jìn)制格式)的五種常用方法。所有方法都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),需要選擇適合你的特定情況和用例的方法。

如果是小文件并處理String內(nèi)容,將整個(gè)文件讀入String是一個(gè)很好的選擇。另一方面,如果文件變大或者根本不處理String內(nèi)容,則該方法不是最好的。

如果文件很小,并且要處理任意的原始內(nèi)容,那么將整個(gè)文件讀入字節(jié)向量是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。但是,如果文件變大并且有內(nèi)存限制,則不能使用此功能。

如果處理String內(nèi)容并且不希望內(nèi)存增長太多,那么逐行讀取文件是一個(gè)很好的選擇。如果不處理String內(nèi)容,并且文件將想要的內(nèi)容分散到多行,那么該方法就不夠用了,這需要你自己緩沖行。

以單個(gè)字節(jié)逐步讀取文件是最基本的方法之一。如果你想要靈活性和大量的控制,這是一個(gè)很好的選擇。另一方面,如果需要將多個(gè)字節(jié)合并為更有意義的內(nèi)容,可能還要自己進(jìn)行數(shù)據(jù)緩沖。

最后,以字節(jié)塊讀取文件比單獨(dú)讀取每個(gè)字節(jié)要靈活一些。它提供了對(duì)數(shù)據(jù)處理的完全控制,也可以動(dòng)態(tài)調(diào)整。但同樣,需要處理原始數(shù)據(jù),并且可能需要一些時(shí)間來微調(diào)分塊。

責(zé)任編輯:武曉燕 來源: coding到燈火闌珊
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