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IO 操作

问题​

Rust 的 IO 模型是怎样的？Read/Write trait 如何使用？

答案​

Rust 的 IO 基于 std::io 模块中的两个核心 trait：Read 和 Write。

Read 与 Write​

use std::io::{self, Read, Write, BufRead, BufReader, BufWriter};
use std::fs::File;

fn main() -> io::Result<()> {
    // === 读取文件 ===
    // 方式 1：一次性读取全部内容
    let content = std::fs::read_to_string("input.txt")?;

    // 方式 2：缓冲读取（推荐大文件）
    let file = File::open("input.txt")?;
    let reader = BufReader::new(file);
    for line in reader.lines() {
        println!("{}", line?);
    }

    // === 写入文件 ===
    // 方式 1：一次性写入
    std::fs::write("output.txt", "hello")?;

    // 方式 2：缓冲写入（推荐大量写入）
    let file = File::create("output.txt")?;
    let mut writer = BufWriter::new(file);
    writer.write_all(b"hello world")?;
    // BufWriter 在 drop 时自动 flush

    Ok(())
}

核心 trait 关系​

Trait作用关键方法
Read字节读取read(), read_to_string(), read_exact()
Write字节写入write(), write_all(), flush()
BufRead缓冲读取read_line(), lines(), fill_buf()
Seek随机访问seek(), stream_position()

泛型 IO：面向 trait 编程​

use std::io::{Read, Write};

/// 接受任何实现了 Read 的类型
fn count_bytes(mut reader: impl Read) -> io::Result<usize> {
    let mut buf = Vec::new();
    reader.read_to_end(&mut buf)?;
    Ok(buf.len())
}

// 可以传文件、网络流、内存 Cursor 等
let bytes = count_bytes(File::open("test.txt")?)?;
let bytes = count_bytes(std::io::Cursor::new(b"hello"))?;
let bytes = count_bytes(&b"raw bytes"[..])?;
实践建议
  • 小文件用 fs::read_to_string / fs::write
  • 大文件用 BufReader / BufWriter
  • 函数参数用 impl Read / impl Write 提高通用性

常见面试问题​

Q1: 为什么需要 BufReader/BufWriter？​

答案：

直接使用 Read/Write 每次操作都是系统调用（syscall），开销大。BufReader/BufWriter 在内存中维护缓冲区，减少系统调用次数，显著提升性能。默认缓冲区 8KB。

Q2: Cursor 有什么用？​

答案：

std::io::Cursor<T> 为内存中的字节切片提供 Read/Write/Seek 实现，常用于测试（不需要真实文件）和内存中的 IO 操作。

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