Rust Day10 — 文件 I/O 练习

今天没有跟 Rustlings，自己写了三个文件操作函数练手。

一、统计文件行数 — `BufReader::lines()`

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

fn count_lines(path: &str) -> Result<usize, std::io::Error> {
    let file = File::open(path)?;
    let reader = BufReader::new(file);
    let mut count = 0;
    for _ in reader.lines() {
        count += 1;
    }
    Ok(count)
}

逐行拆解：

步骤	代码	说明
1	`File::open(path)?`	打开文件，失败时 `?` 直接返回 `Err`
2	`BufReader::new(file)`	包装成带缓冲的读取器，减少系统调用次数
3	`reader.lines()`	返回一个迭代器，每次 `next()` 读一行
4	`for _ in ...`	逐行迭代，不关心内容，只计数

lines() 的细节：

返回 io::Result<String>，每次读取自动处理 \n、\r\n 跨平台换行
每行末尾的换行符会被自动去掉
遇到读取错误时，下一次迭代返回 Err

二、文件内容替换 — 临时文件 + 原子重命名

use std::fs;

fn replace_in_file(path: &str, from: &str, to: &str) -> Result<(), std::io::Error> {
    let content = fs::read_to_string(path)?;    // 1. 一次性读入内存
    let new_content = content.replace(from, to); // 2. 字符串替换
    let temp_path = format!("{}.tmp", path);

    fs::write(&temp_path, new_content)?;         // 3. 写到临时文件
    fs::rename(&temp_path, path)?;               // 4. 原子重命名
    Ok(())
}

为什么用临时文件而不是直接覆盖？

❌ 直接写原文件：
   打开原文件 → 写入 → 中途崩溃 → 原文件损坏（一半旧一半新）

✅ 临时文件 + rename：
   写 .tmp → 成功 → rename(原文件) → 失败也不影响原文件
           → 崩溃 → .tmp 损坏，原文件完好无损

rename 在同一个文件系统上是原子操作——要么成功替换，要么什么都没发生。这是保证数据安全的经典模式。

fs::read_to_string vs BufReader：

方法	适用场景
`read_to_string`	文件不大，需要一次性处理全部内容（如替换）
`BufReader::lines()`	文件很大，逐行处理省内存（如统计行数）

三、递归计算目录大小

use std::fs::{self, read_dir};
use std::path::Path;

fn dir_size(path: impl AsRef<Path>) -> Result<u64, std::io::Error> {
    let path = path.as_ref();
    let meta = fs::symlink_metadata(path)?;

    // 文件或符号链接 → 直接返回大小
    if meta.is_symlink() || meta.is_file() {
        return Ok(meta.len());
    }

    // 目录 → 递归累加
    if meta.is_dir() {
        let mut total = 0;
        for entry in read_dir(path)? {
            let entry = entry?;
            match dir_size(&entry.path()) {
                Ok(size) => total += size,
                Err(e) => eprintln!("Warning: {}: {}", entry.path().display(), e),
            }
        }
        Ok(total)
    } else {
        Ok(0)
    }
}

三个设计决策：

3.1 `symlink_metadata` 而不是 `metadata`

方法	跟随符号链接？	风险
`metadata`	是	符号链接指向自身 → 死循环
`symlink_metadata`	否	安全，但需要手动判断 `is_symlink()`

symlink_metadata 获取文件自身的信息，不会跟随符号链接。遇到符号链接直接返回它的大小（通常是路径字符串的字节数），不往下追。

3.2 `impl AsRef<Path>` 而不是 `&str`

// ✓ 兼容多种传参方式
dir_size("/tmp");           // &str
dir_size(String::from(".")); // String
dir_size(Path::new("."));    // &Path
dir_size(&path_buf);         // &PathBuf

AsRef<Path> 让函数对调用者更友好，标准库里大量使用这种写法。

3.3 遇错打印警告而不是直接崩溃

match dir_size(&entry.path()) {
    Ok(size) => total += size,
    Err(e) => eprintln!("Warning: {}: {}", entry.path().display(), e),
    // 不 return Err —— 跳过一个文件无伤大雅
}

如果是没有权限访问的子目录（如 Windows 的 System Volume Information），跳过它继续统计其余部分，比直接报错退出更实用。

四、本日小结

知识点	说明
`BufReader::lines()`	逐行迭代，自动处理跨平台换行
`read_to_string`	小文件一次性读入内存
`rename` 原子性	临时文件 + rename = 安全的文件替换
`symlink_metadata`	不跟随符号链接，防死循环
`impl AsRef<Path>`	让函数接受多种路径类型
容错处理	非致命错误打 warning 跳过，不中断整体流程

明天继续文件 I/O 还是回 Rustlings？ 还剩 smart_pointers、threads、macros、clippy、conversions 五个模块。

Rust 学习计划