如何在Rust中从文件或stdin进行多态IO?

lsmepo6l  于 2023-01-02  发布在  其他
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我试图实现一个"多态" Input枚举,它隐藏了我们是从文件还是从stdin读取。更具体地说,我试图构建一个枚举,它将具有一个lines方法,该方法将依次"委托"调用 Package 到BufReader中的FileStdInLock(两者都具有lines()方法)。
下面是枚举:

enum Input<'a> {
    Console(std::io::StdinLock<'a>),
    File(std::io::BufReader<std::fs::File>)
}

我有三种方法:

  • from_arg,用于通过检查是否提供了参数(文件名)来决定是从文件还是从标准输入中读取,
  • file用于用BufReader Package 文件,
  • console用于锁定标准输入。

实施:

impl<'a> Input<'a> {
    fn console() -> Input<'a> {
        Input::Console(io::stdin().lock())
    }

    fn file(path: String) -> io::Result<Input<'a>> {
        match File::open(path) {
            Ok(file) => Ok(Input::File(std::io::BufReader::new(file))),
            Err(_) => panic!("kita"),
        }
    }

    fn from_arg(arg: Option<String>) -> io::Result<Input<'a>> {
        Ok(match arg {
            None => Input::console(),
            Some(path) => try!(Input::file(path)),
        })
    }
}

据我所知,我必须同时实现BufReadRead traits才能工作。

impl<'a> io::Read for Input<'a> {
    fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> io::Result<usize> {
        match *self {
            Input::Console(ref mut c) => c.read(buf),
            Input::File(ref mut f) => f.read(buf),
        }
    }
}

impl<'a> io::BufRead for Input<'a> {
    fn lines(self) -> Lines<Self> {
        match self {
            Input::Console(ref c) => c.lines(),
            Input::File(ref f) => f.lines(),
        }
    }

    fn consume(&mut self, amt: usize) {
        match *self {
            Input::Console(ref mut c) => c.consume(amt),
            Input::File(ref mut f) => f.consume(amt),
        }
    }

    fn fill_buf(&mut self) -> io::Result<&[u8]> {
        match *self {
            Input::Console(ref mut c) => c.fill_buf(),
            Input::File(ref mut f) => f.fill_buf(),
        }
    }
}

最后,调用:

fn load_input<'a>() -> io::Result<Input<'a>> {
    Ok(try!(Input::from_arg(env::args().skip(1).next())))
}

fn main() {
    let mut input = match load_input() {
        Ok(input) => input,
        Err(error) => panic!("Failed: {}", error),
    };

    for line in input.lines() { /* do stuff */ }
}

Complete example in the playground
编译器告诉我模式匹配错误,我有mismatched types

error[E0308]: match arms have incompatible types
  --> src/main.rs:41:9
   |
41 | /         match self {
42 | |             Input::Console(ref c) => c.lines(),
   | |                                      --------- match arm with an incompatible type
43 | |             Input::File(ref f) => f.lines(),
44 | |         }
   | |_________^ expected enum `Input`, found struct `std::io::StdinLock`
   |
   = note: expected type `std::io::Lines<Input<'a>>`
              found type `std::io::Lines<std::io::StdinLock<'_>>`

我试图满足它:

match self {
    Input::Console(std::io::StdinLock(ref c)) => c.lines(),
    Input::File(std::io::BufReader(ref f)) => f.lines(),
}

......但那也没用。
我真的超出了我的深度在这里,它似乎。

8fsztsew

8fsztsew1#

@A.B.的答案是正确的,但是它试图符合OP的原始程序结构。我希望为偶然发现这个问题的新手(就像我一样)提供一个更具可读性的替代方案。

use std::env;
use std::fs;
use std::io::{self, BufReader, BufRead};

fn main() {
    let input = env::args().nth(1);
    let reader: Box<dyn BufRead> = match input {
        None => Box::new(BufReader::new(io::stdin())),
        Some(filename) => Box::new(BufReader::new(fs::File::open(filename).unwrap()))
    };
    for line in reader.lines() {
        println!("{:?}", line);
    }
}

请参见reddit中的讨论,我从该讨论中借用了代码。
注意boxed BufRead前面的dyn关键字,这种模式称为trait object

lyr7nygr

lyr7nygr2#

这是最简单的解决方案,但会借用并锁定Stdin

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

struct Input<'a> {
    source: Box<BufRead + 'a>,
}

impl<'a> Input<'a> {
    fn console(stdin: &'a io::Stdin) -> Input<'a> {
        Input {
            source: Box::new(stdin.lock()),
        }
    }

    fn file(path: &str) -> io::Result<Input<'a>> {
        File::open(path).map(|file| Input {
            source: Box::new(io::BufReader::new(file)),
        })
    }
}

impl<'a> Read for Input<'a> {
    fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> io::Result<usize> {
        self.source.read(buf)
    }
}

impl<'a> BufRead for Input<'a> {
    fn fill_buf(&mut self) -> io::Result<&[u8]> {
        self.source.fill_buf()
    }

    fn consume(&mut self, amt: usize) {
        self.source.consume(amt);
    }
}

由于默认的trait方法,Input完全实现了ReadBufRead,所以你可以在Input上调用lines

let input = Input::file("foo.txt").unwrap();
for line in input.lines() {
    println!("input line: {:?}", line);
}
ibps3vxo

ibps3vxo3#

如果你愿意稍微调整一下代码的结构,你实际上可以不用动态调度,你只需要确保读取器使用的代码被 Package 在它自己的函数中,并且在编译时知道该函数的参数的具体类型。
因此,如果我们暂时避开enum Input的想法,并以@Yerke的答案为基础,我们可以做到:

use std::env;
use std::fs;
use std::io::{BufRead, BufReader, Read};

fn main() {
    let input = env::args().nth(1);
    match input {
        Some(filename) => output_lines(fs::File::open(filename).unwrap()),
        None => output_lines(std::io::stdin()),
    };
}

fn output_lines<R: Read>(reader: R) {
    let buffer = BufReader::new(reader);
    for line in buffer.lines() {
        println!("{:?}", line);
    }
}

因为每次调用output_lines时,R都有一个具体的类型,所以编译器可以将output_lines函数单态化,并进行静态调度。在我看来,除了代码不那么复杂(不需要Box Package )之外,它还稍微快一些,编译器可以进行更多的优化。

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