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编程语言书库

Ch 23: std::fs文件系统

1. 引言

Section titled “1. 引言”

std::fs模块提供了文件系统操作的高级API，包括目录遍历、文件复制、目录创建删除等。

2. read_dir目录遍历

Section titled “2. read_dir目录遍历”

2.1 基本用法

Section titled “2.1 基本用法”
use std::fs;


fn main() -> std::io::Result<()> {
    // 读取当前目录
    for entry in fs::read_dir(".")? {
        let entry = entry?;
        let path = entry.path();
        let name = entry.file_name();


        if path.is_dir() {
            println!("[DIR]  {}", name.to_string_lossy());
        } else {
            let size = entry.metadata()?.len();
            println!("[FILE] {} ({} bytes)", name.to_string_lossy(), size);
        }
    }


    Ok(())
}

2.2 ReadDir迭代器

Section titled “2.2 ReadDir迭代器”
use std::fs::{self, ReadDir};


fn main() -> std::io::Result<()> {
    let dir: ReadDir = fs::read_dir(".")?;


    // ReadDir实现了Iterator<Item=Result<DirEntry>>
    let entries: Vec<_> = dir
        .filter_map(|e| e.ok())
        .filter(|e| e.path().is_file())
        .collect();


    println!("文件数量: {}", entries.len());


    Ok(())
}

3. DirEntry结构

Section titled “3. DirEntry结构”
use std::fs;


fn main() -> std::io::Result<()> {
    let entry = fs::read_dir(".")?.next().unwrap()?;


    // 文件名
    println!("file_name: {:?}", entry.file_name());


    // 路径
    println!("path: {:?}", entry.path());


    // 是否有子目录
    println!("is_file: {}", entry.file_type()?.is_file());
    println!("is_dir: {}", entry.file_type()?.is_dir());


    // 元数据
    let metadata = entry.metadata()?;
    println!("size: {}", metadata.len());


    Ok(())
}

4. copy文件复制

Section titled “4. copy文件复制”
use std::fs;


fn main() -> std::io::Result<()> {
    // 创建测试文件
    fs::write("source.txt", "Hello, world!")?;


    // copy 复制文件
    fs::copy("source.txt", "dest.txt")?;


    // 验证复制
    let content = fs::read_to_string("dest.txt")?;
    println!("复制的内容: {}", content);


    // 清理
    fs::remove_file("source.txt")?;
    fs::remove_file("dest.txt")?;


    Ok(())
}

5. create_dir创建目录

Section titled “5. create_dir创建目录”

5.1 基本用法

Section titled “5.1 基本用法”
use std::fs;


fn main() -> std::io::Result<()> {
    // 创建单层目录
    fs::create_dir("new_dir")?;


    println!("目录创建成功");


    // 清理
    fs::remove_dir("new_dir")?;


    Ok(())
}

5.2 create_dir_all创建多层目录

Section titled “5.2 create_dir_all创建多层目录”
use std::fs;


fn main() -> std::io::Result<()> {
    // 创建嵌套目录
    fs::create_dir_all("a/b/c/d")?;


    println!("嵌套目录创建成功");


    // 验证
    assert!(fs::metadata("a/b/c/d")?.is_dir());


    // 清理
    fs::remove_dir_all("a")?;


    Ok(())
}

6. remove_dir删除目录

Section titled “6. remove_dir删除目录”
use std::fs;


fn main() -> std::io::Result<()> {
    // 创建测试目录
    fs::create_dir("test_dir")?;


    // remove_dir 只能删除空目录
    fs::remove_dir("test_dir")?;


    println!("空目录删除成功");


    // 删除非空目录用 remove_dir_all
    fs::create_dir_all("nonempty/sub")?;
    fs::write("nonempty/file.txt", "content")?;


    fs::remove_dir_all("nonempty")?;


    println!("非空目录删除成功");


    Ok(())
}

7. remove_file删除文件

Section titled “7. remove_file删除文件”
use std::fs;


fn main() -> std::io::Result<()> {
    // 创建测试文件
    fs::write("to_delete.txt", "temporary content")?;


    // remove_file 删除文件
    fs::remove_file("to_delete.txt")?;


    println!("文件删除成功");


    Ok(())
}

8. rename重命名/移动

Section titled “8. rename重命名/移动”
use std::fs;


fn main() -> std::io::Result<()> {
    // 创建测试文件
    fs::write("old_name.txt", "content")?;


    // rename 重命名或移动
    fs::rename("old_name.txt", "new_name.txt")?;


    // 跨目录移动
    fs::create_dir("subdir")?;
    fs::rename("new_name.txt", "subdir/moved.txt")?;


    // 验证
    assert!(fs::metadata("subdir/moved.txt")?.is_file());


    // 清理
    fs::remove_dir_all("subdir")?;


    Ok(())
}

9. 硬链接和符号链接

Section titled “9. 硬链接和符号链接”
use std::fs;


fn main() -> std::io::Result<()> {
    // 创建测试文件
    fs::write("original.txt", "content")?;


    // hard_link 创建硬链接
    fs::hard_link("original.txt", "hard_link.txt")?;


    // symlink 创建符号链接（需要管理员权限Windows）
    #[cfg(unix)]
    std::os::unix::fs::symlink("original.txt", "sym_link.txt")?;


    // 验证
    let meta = fs::metadata("hard_link.txt")?;
    println!("硬链接 inode: {:?}", meta.ino());
    println!("硬链接 nlink: {}", meta.nlink());


    // 清理
    fs::remove_file("original.txt")?;
    fs::remove_file("hard_link.txt")?;
    #[cfg(unix)]
    fs::remove_file("sym_link.txt")?;


    Ok(())
}
Section titled “10. metadata与symlink_metadata”
use std::fs;


fn main() -> std::io::Result<()> {
    fs::write("file.txt", "content")?;


    #[cfg(unix)]
    std::os::unix::fs::symlink("file.txt", "sym.txt")?;


    // metadata 跟随符号链接
    let meta = fs::metadata("file.txt")?;
    println!("metadata - size: {}", meta.len());


    // symlink_metadata 不跟随符号链接
    #[cfg(unix)]
    {
        let sym_meta = fs::symlink_metadata("sym.txt")?;
        println!("symlink_metadata - is_symlink: {}", sym_meta.file_type().is_symlink());
    }


    // 清理
    fs::remove_file("file.txt")?;
    #[cfg(unix)]
    fs::remove_file("sym.txt")?;


    Ok(())
}

11. copy实战：备份脚本

Section titled “11. copy实战：备份脚本”
use std::fs;
use std::io;


fn backup_file(src: &str, dst: &str) -> io::Result<u64> {
    fs::copy(src, dst)
}


fn backup_directory(src: &str, dst: &str) -> io::Result<()> {
    // 读取源目录
    for entry in fs::read_dir(src)? {
        let entry = entry?;
        let src_path = entry.path();
        let dst_path = dst.to_string() + "/" + entry.file_name().to_str().unwrap();


        if src_path.is_dir() {
            fs::create_dir_all(&dst_path)?;
            backup_directory(&src_path.to_string_lossy(), &dst_path)?;
        } else {
            fs::copy(&src_path, &dst_path)?;
        }
    }
    Ok(())
}


fn main() -> io::Result<()> {
    // 创建测试目录
    fs::create_dir_all("backup_test/src/subdir")?;
    fs::write("backup_test/src/file1.txt", "content 1")?;
    fs::write("backup_test/src/file2.txt", "content 2")?;
    fs::write("backup_test/src/subdir/file3.txt", "content 3")?;


    // 备份
    backup_directory("backup_test/src", "backup_test/dst")?;


    // 验证
    let entries: Vec<_> = fs::read_dir("backup_test/dst")?
        .filter_map(|e| e.ok())
        .collect();
    println!("备份文件数: {}", entries.len());


    // 清理
    fs::remove_dir_all("backup_test")?;


    println!("备份完成");


    Ok(())
}

12. 函数汇总

Section titled “12. 函数汇总”
函数说明
read_dir读取目录
copy复制文件
create_dir创建目录
create_dir_all创建嵌套目录
remove_dir删除空目录
remove_dir_all删除目录及内容
remove_file删除文件
rename重命名/移动
hard_link创建硬链接
symlink创建符号链接
metadata获取元数据
symlink_metadata获取符号链接元数据
read_link读取符号链接目标

13. 总结

Section titled “13. 总结”

今天我们学习了std::fs文件系统操作：

  1. read_dir - 遍历目录
  2. copy - 复制文件
  3. create_dir/create_dir_all - 创建目录
  4. remove_dir/remove_dir_all - 删除目录
  5. remove_file - 删除文件
  6. rename - 重命名或移动
  7. hard_link/symlink - 创建链接
  8. metadata - 获取文件信息

std::fs提供了完整的文件系统操作API，可以实现文件管理器、备份工具等功能。