12-一个IO项目：构建命令行程序
minigrep 项目：CLI 参数、文件 IO、重构、TDD 与环境变量
精要笔记 · 基于 TRPL 简体中文 第12章
一个 I/O 项目：构建命令行程序
综合第 7–11 章：实现简化版 grep（minigrep）— 在文件中搜索字符串并打印匹配行。
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| cargo new minigrep
cargo run -- searchstring example-filename.txt
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接受命令行参数
读取参数值
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| use std::env;
let args: Vec<String> = env::args().collect();
// args[0] = 程序名；args[1] = query；args[2] = file_path
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env::args()：无效 Unicode 会 panic；用 args_os + OsString 可接受。collect 需类型注解：Vec<String>。
将参数值保存进变量
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| let query = &args[1];
let file_path = &args[2];
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读取文件
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| use std::fs;
let contents = fs::read_to_string(file_path)?;
// 返回 Result<String, io::Error>
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重构改进模块性和错误处理
二进制项目的关注分离
| 文件 | 职责 |
|---|
main.rs | 解析参数、配置、run()、错误退出 |
lib.rs | 核心逻辑（可测试） |
流程：拆 main + lib → 参数解析可留 main 或移 lib → main 仅 orchestration。
组合配置值
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| struct Config {
query: String,
file_path: String,
}
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- 配置与执行逻辑分离；
String 所有权用 .clone() 从 args 取得（初版可接受）。
创建 Config 的构造函数
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| impl Config {
fn build(args: &[String]) -> Result<Config, &'static str> {
if args.len() < 3 {
return Err("not enough arguments");
}
Ok(Config {
query: args[1].clone(),
file_path: args[2].clone(),
})
}
}
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返回 Result 而不是调用 panic!
- 用户错误 →
Result；程序 bug → panic!。
调用 Config::build 并处理错误
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| let config = Config::build(&args).unwrap_or_else(|err| {
eprintln!("Problem parsing arguments: {err}");
process::exit(1);
});
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从 main 提取逻辑
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| fn run(config: Config) -> Result<(), Box<dyn Error>> {
let contents = fs::read_to_string(config.file_path)?;
for line in search(&config.query, &contents) {
println!("{line}");
}
Ok(())
}
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Box<dyn Error>：任意实现 Error 的错误类型。
在 main 中处理 run 返回的错误
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| if let Err(e) = run(config) {
eprintln!("Application error: {e}");
process::exit(1);
}
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将代码拆分到库 crate
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| // src/lib.rs
pub fn search<'a>(query: &str, contents: &'a str) -> Vec<&'a str> { /* ... */ }
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| // src/main.rs
use minigrep::search;
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采用测试驱动开发增加功能
TDD：1. 写失败测试 → 2. 写最少代码通过 → 3. 重构 → 重复。
编写失败测试
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| #[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
#[test]
fn case_sensitive() {
let query = "duct";
let contents = "\
Rust:
safe, fast, productive.
Duct tape.";
assert_eq!(vec!["safe, fast, productive."], search(query, contents));
}
}
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编写使测试通过的代码
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| pub fn search<'a>(query: &str, contents: &'a str) -> Vec<&'a str> {
let mut results = Vec::new();
for line in contents.lines() {
if line.contains(query) {
results.push(line);
}
}
results
}
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- 生命周期
'a：返回 slice 引用 contents，不是 query。
在 run 函数中使用 search 函数
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| cargo run -- frog poem.txt
cargo run -- body poem.txt
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处理环境变量
大小写不敏感搜索
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| pub fn search_case_insensitive<'a>(query: &str, contents: &'a str) -> Vec<&'a str> {
let query = query.to_lowercase();
let mut results = Vec::new();
for line in contents.lines() {
if line.to_lowercase().contains(&query) {
results.push(line);
}
}
results
}
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to_lowercase() 产生新 String，故 query 为 owned；contains 需 &query。
读取环境变量
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| let ignore_case = env::var("IGNORE_CASE").is_ok();
struct Config {
query: String,
file_path: String,
ignore_case: bool,
}
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| let results = if config.ignore_case {
search_case_insensitive(&config.query, &contents)
} else {
search(&config.query, &contents)
};
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| # Linux/macOS
IGNORE_CASE=1 cargo run -- to poem.txt
# PowerShell
$Env:IGNORE_CASE=1; cargo run -- to poem.txt
Remove-Item Env:IGNORE_CASE
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将错误重定向到标准错误
- stdout：一般输出；stderr：错误信息。
println! → stdout；eprintln! → stderr。
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| eprintln!("Problem parsing arguments: {err}");
process::exit(1);
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| cargo run > output.txt # 错误仍显示在屏幕
cargo run -- to poem.txt > output.txt # 结果进文件，错误在屏幕
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- 命令行程序惯例：成功输出可重定向；错误走 stderr。