Rust 寫文件的 4 種方法

所有軟件都必須在某個時刻向文件系統寫入數據。對於用 Rust 編寫的程序也是如此。日誌消息需要持久化 (只要它們不只是寫入標準輸出)，並且需要保存數據以供以後使用，否則就會發生其他情況。當然，寫數據與讀數據是相反的。

在 Rust 中，有多種方法可以處理將數據寫入文件的問題。其中一些方法比其他方法更容易，但都有它們的理由。有時你希望直接將文本寫入文件，有時你希望寫入某種二進制格式。無論你的用例是什麼，Rust 都能有一種方法來處理它。

在本文中，將介紹在 Rust 中編寫文件的常用方法。

1，使用 fs:write 一次將所有數據寫入文件

通常的情況是持久化內存中已有的數據。一次寫入所有數據，無論數據是字符串還是二進制格式都無關緊要。此外，如果文件還不存在，還可以創建一個文件。

這種方法的優點是：

使用方便
它僅僅是一行代碼
fs:write 會爲您處理好一切

這種方法也有一些缺點：

它總是覆蓋文件
它的性能在很大程度上取決於數據的大小——寫入的數據越多，所需的時間就越長。

下面的代碼是一次將所有數據寫入文件的示例：

use std::fs;

fn write_string_to_file(path: &str, data: &str) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    fs::write(path, data)?;
    Ok(())
}

fn write_data_to_file(path: &str, data: &[u8]) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    fs::write(path, data)?;
    Ok(())
}

2，使用 fs::File API 一次將所有數據寫入文件

上面的方法只是這個方法的一個方便的包裝，fs::File 對如何處理文件及其內容有了更多的控制。

這裏唯一的區別是沒有方便的底層將 string 轉換爲二進制。在這種情況下，就需要自己來轉換。

這種方法的優點：

它使用起來仍然很方便
它只需要幾行代碼，這取決於你如何實現它
它可以靈活地擴展和更改

它的缺點包括：

它總是覆蓋文件 - 沒有追加
它的性能在很大程度上取決於數據的大小——寫入的數據越多，所需的時間就越長

下面的代碼是這種方法的示例：

use std::{fs, io::Write};

fn write_string_to_file(path: &str, data: &str) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    let mut file = fs::File::create(path)?;

    // 你需要自己處理轉換，可以嘗試一次寫入所有數據
    file.write_all(&data.as_bytes())?;

    // 或者儘量多寫，但需要自己處理剩下的字節
    let remaining = file.write(&data.as_bytes())?;

    if remaining > 0 {
      // 處理剩下的字節
    }

    Ok(())
}

fn write_data_to_file(path: &str, data: &[u8]) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    let mut file = fs::File::create(path)?;

    file.write_all(&data)?;

    let remaining = file.write(&data)?;

    if remaining > 0 {
    }

    Ok(())
}

3，向文件追加數據

如果要向現有文件追加數據，有一種方便的方法。使用 fs::OpenOptions，可以對文件的打開方式進行細粒度控制。

這種方法的優點：

可以完全控制文件的處理方式
只需要幾行代碼
性能取決於寫入的數據大小

這種方法的缺點：

每個調用都是潛在的系統調用
每次調用都會寫入文件系統，如果數據大小不是最優的，那麼這樣做的代價可能會很高

下面的代碼是這種方法的示例：

use std::{fs, io::Write};

fn append_string_to_file(path: &str, data: &str) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    let mut file = fs::OpenOptions::new().create(true).append(true).open(&path)?;

    // 你需要自己處理轉換，可以嘗試一次寫入所有數據
    file.write_all(&data.as_bytes())?;

    // 或者儘量多寫，但需要自己處理剩下的字節
    let remaining = file.write(&data.as_bytes())?;

    if remaining > 0 {
    }

    Ok(())
}

fn append_data_to_file(path: &str, data: &[u8]) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    let mut file = fs::OpenOptions::new().create(true).append(true).open(&path)?;

    file.write_all(&data)?;

    let remaining = file.write(&data)?;

    if remaining > 0 {
    }

    Ok(())
}

4，用 BufWriter 向文件寫入和追加數據

以前提出的所有方法都有一個共同點：它們總是立即寫入給它們的所有內容，並且沒有靈活性。有一種方法，在不影響程序性能的情況下一致地寫入大塊數據，可以使用 BufWriter。在內部，BufWriter 緩衝接收到的數據，並優化將數據寫入文件系統的方式。這種方法不需要很多新概念，甚至還使用了上面已經學習過的 api。

這種方法的優點：

可以完全控制文件的處理方式
它給你很大的靈活性
BufWriter 在底層優化對文件系統的訪問

這種方法的缺點：

使用起來可能有點困難
它需要更多的代碼來實現

下面的代碼是這種方法的示例：

use std::fs;
use std::io::{BufWriter, Write};

fn append_string_to_file(path: &str, data: &str) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    let file = fs::OpenOptions::new().create(true).append(true).open(&path)?;
    let mut file = BufWriter::new(file);

    file.write_all(&data.as_bytes())?;

    let remaining = file.write(&data.as_bytes())?;
    if remaining != 0 {

    }

    // 絕對明確的刷新buffwriter
    file.flush()?;

    Ok(())
}

fn append_data_to_file(path: &str, data: &[u8]) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    let file = fs::OpenOptions::new().create(true).append(true).open(&path)?;
    let mut file = BufWriter::new(file);

    file.write_all(&data)?;

    let remaining = file.write(&data)?;
    if remaining != 0 {
    }

    file.flush()?;

    Ok(())
}

總結

在開發軟件時，經常需要將數據寫入文件。在本文中，介紹了用 Rust 寫文件的四種不同方法。

一次寫入所有數據是用盡可能少的代碼執行操作的好方法。此外，不必過於擔心數據的格式。不過，這種便利是有代價的。需要寫入的數據越多，內存就越大，而且現有文件會被覆蓋。

使用 File API 一次寫入所有數據是將所有數據轉儲到文件系統的另一種方法。與它的包裝器 API 不同，它在處理此過程方面提供了更大的靈活性。此外，處理大量數據的問題仍然存在，大量的數據意味着大量的內存。

使用 OpenOptions API 向文件追加數據帶來了比以前所有方法更大的靈活性。在這裏，不必擔心數據的大小。可以在處理文件時將數據附加到文件中，並且可以保持較低的內存配置。不過，這種方法需要進行一些微調。追加數據通常會導致系統調用，這些調用有時非常昂貴，因此仍有改進的空間。

最後，使用 BufWriter 提供了最大的靈活性，但它也是執行寫操作的一種相對底層的方法。BufWriter 本身至少會緩衝數據，但其有效性取決於使用的情況。

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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/VtXrnNcIb8gT0YUfcb9ZPQ

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