从迷你todo 命令行入门Rust示例详解

时间:2023-02-02 PuffMeow 人气:0

一个迷你 todo 应用

该文章将使用 Rust 从零去做一个入门级别的 TODO 命令行应用

你将学会什么？

基本的命令行操作
文件读写和文件结构组织

我们将会通过命令行输入来实现对根目录下 state.json 文件的编辑，如：

cargo run create 买菜

cargo run get 买菜

cargo run delete 买菜

cargo run edit 买菜

我们的 todo 状态会有 pending 和 done 这两种，create 操作将创建一个 {"买菜":"pending"} 的状态，edit 操作主要就是将 pending 状态转变为 done 状态

需要安装的依赖

我们要操作 json 数据结构，所以要安装下面这个 crate

[package]
edition = "2021"
name = "todo_app"
version = "0.1.0"
[dependencies]
serde_json = {default-feature = false, version = "1.0", feature = ["alloc"]}

文件目录组织

|   main.rs               主文件
|   process.rs            处理 todo 命令行输入
|   state.rs              读写文件
|
\---todo
    |   mod.rs            类似于 js 里面的 index.js
    |
    \---structs           struct 数据结构组织
        |   base.rs       基础参数的数据结构
        |   done.rs       完成状态的数据结构
        |   mod.rs        类似于 js 里面的 index.js
        |   pending.rs    处理中状态的数据结构
        |
        \---traits        (特征)类似于 ts 里面的 interface
                create.rs 创建操作
                delete.rs 删除操作
                edit.rs   编辑操作
                get.rs    查询操作
                mod.rs    类似于 js 里面的 index.js

主文件

// 有一点点像 import process from './process.rs'
mod process;
mod state;
mod todo;
// 使用外部的库、标准库或自己定义的工具
use process::process_input;
use serde_json::Map;
use serde_json::Value;
use state::read_file;
use std::env;
use todo::todo_factory;
fn main() {
    // 收集所有命令行的参数，转换成数组
    let args: Vec<String> = env::args().collect();
    // 拿到第一个参数如 get、delete、edit、create
    let command: &String = &args[1];
    // 第二个参数是用来记录事件的
    let title: &String = &args[2];
    // 读取根目录的 state.json 文件并转换成 map json 结构
    let state: Map<String, Value> = read_file("./state.json");
    // 如果事件已经存取过了，那就直接获取，没有就将其状态设置为 pending
    let status: String;
    match &state.get(title) {
        Some(result) => status = result.to_string().replace('\"', ""),
        None => status = "pending".to_string(),
    }
    // todo_factory 工厂函数用于处理 pending 和 done 状态的输入
    let item = todo_factory(&status, title).expect(&status);
    // 将状态输入到本地文件中
    process_input(item, command.to_string(), &state);
}

上面我们看到了 3 个主要我们需要自己编写的函数:

read_file 读取文件
todo_factory 状态工厂函数
process_input 处理输入

接下来让我们一个一个来看下这几个函数

读取文件

read_file 函数位于 src/state.rs 路径下，该文件主要是用来存储状态操作的，里面包含读取和写入两个函数，让我们主要看下 read_file 这个函数，它的功能：

打开文件
读取文件
将读取到的文件内容转成 json 对象
返回读取到的 json 对象

use std::fs::{self, File};
use std::io::Read;
use serde_json::json;
use serde_json::value::Value;
use serde_json::Map;
/** 读取文件 */
pub fn read_file(file_name: &str) -> Map<String, Value> {
    // 打开文件
    let mut file = File::open(file_name).unwrap();
    // 创建一个 string buffer 用于存储数据
    let mut data = String::new();
    // 读取数据写入到 buffer
    file.read_to_string(&mut data).unwrap();
    // 将读取到的字符串转换成 json 文本格式 Value 类型
    let json: Value = serde_json::from_str(&data).unwrap();
    // 将 json 文本格式转换成 json 对象
    let state: Map<String, Value> = json.as_object().unwrap().clone();
    // 将这个对象返回出去
    return state;
}
/** 写入文件 */
pub fn write_to_file(file_name: &str, state: &mut Map<String, Value>) {
    // json! 这个宏用于将 json 字面量对象转换回 json 文本 Value 格式
    let new_data = json!(state);
    // 将 json 文本写入到文件中
    fs::write(file_name, new_data.to_string()).expect("unable to write to file");
}

状态处理工厂函数

看完文件读取操作我们再来看下第二个主要函数 todo_factory，这个函数主要是根据事件的状态和通过命令行输入的 title 事件名称，然后构建出一个相应的数据结构

该文件位于 src/todo/mod.rs 路径下

它的作用主要是根据输入的 pending/done 状态，然后创建出一个对应的数据结构

// 将 structs 向外部导出
pub mod structs;
use structs::done::Done;
use structs::pending::Pending;
// 创建一个包含 pending 和 done 状态的枚举
pub enum ItemTypes {
    Pending(Pending),
    Done(Done),
}
/** 状态处理工厂函数 */
pub fn todo_factory(item_type: &str, item_title: &str) -> Result<ItemTypes, &'static str> {
    match item_type {
        "pending" => {
            // 创建一个 pending 状态的数据结构，然后返回出去
            let pending_item = Pending::new(item_title);
            Ok(ItemTypes::Pending(pending_item))
        }
        "done" => {
            // 创建一个 done 状态的数据结构，然后返回出去
            let done_item = Done::new(item_title);
            Ok(ItemTypes::Done(done_item))
        }
        // 如果不是这两个状态就返回一个错误
        _ => Err("This is not accepted!"),
    }
}

从上面的代码中我们可以看到下面这两行代码，这是我们主要需要定义的两个状态数据结构，他们位于 src/todo/structs 路径下

use structs::done::Done;
use structs::pending::Pending;

不过在看上面两个数据结构之前，我们需要先来看下另一个基础的数据结构，就是 base，因为上面两个数据结构是基于 base 的，实现一个类似于面向对象语言里继承的做法，base 是它们俩的基类

该文件位于 src/todo/structs/base.rs 路径下

pub struct Base {
    pub title: String,
    pub status: String,
}
// 为这个 Base 数据结构实现一个 new 方法，并返回一个实例化后的数据结构
impl Base {
    pub fn new(input_title: &str, input_status: &str) -> Base {
        Base {
            title: input_title.to_string(),
            status: input_status.to_string(),
        }
    }
}

现在我们用 Pending 和 Done 两个 struct 来 "继承" Base

该文件位于 src/todo/structs/pending.rs 路径下

use super::base::Base;
pub struct Pending {
    pub super_struct: Base,
}
impl Pending {
    pub fn new(input_title: &str) -> Pending {
        Pending {
            super_struct: Base::new(input_title, "pending"),
        }
    }
}

该文件位于 src/todo/structs/done.rs 路径下

use super::base::Base;
pub struct Done {
    pub super_struct: Base,
}
impl Done {
    pub fn new(input_title: &str) -> Done {
        Done {
            super_struct: Base::new(input_title, "done"),
        }
    }
}

Trait(特征)

Trait 类似于 TS 里的 interface 接口，现在我们要为我们的 struct 来实现一些在 Trait 里面定义的方法，文件路径在 src/todo/structs/traits

Create trait

文件路径在 src/todo/structs/traits/create

use serde_json::{json, Map, Value};
use crate::state::write_to_file;
pub trait Create {
    // 为这个 trait 实现一个默认的 create 方法
    fn create(&self, title: &String, status: &String, state: &mut Map<String, Value>) {
        state.insert(title.to_string(), json!(status));
        write_to_file("./state.json", state);
        println!("\n\n{} is being created\n\n", title);
    }
}

Get trait

文件路径在 src/todo/structs/traits/get

use serde_json::{Map, Value};
pub trait Get {
    fn get(&self, title: &String, state: &Map<String, Value>) {
        let item = state.get(title);
        match item {
            Some(result) => {
                println!("\n\nItem: {}", title);
                println!("Status: {} \n\n", result);
            }
            None => println!("item: {} was not find", title),
        }
    }
}

Delete trait

文件路径在 src/todo/structs/traits/delete

use serde_json::{Map, Value};
use crate::state::write_to_file;
pub trait Delete {
    fn delete(&self, title: &String, state: &mut Map<String, Value>) {
        state.remove(title);
        write_to_file("./state.json", state);
        println!("\n\n{} is being deleted\n\n", title);
    }
}

Edit trait

该 Trait 主要实现两个方法，一个是将事件设置为 pending 状态，一个将事件设置为 done 状态

文件路径在 src/todo/structs/traits/edit

use serde_json::{json, Map, Value};
use crate::state::write_to_file;
pub trait Edit {
    fn set_to_done(&self, title: &String, state: &mut Map<String, Value>) {
        state.insert(title.to_string(), json!("done".to_string()));
        write_to_file("./state.json", state);
        println!("\n\n{} is being set to done\n\n", title);
    }
    fn set_to_pending(&self, title: &String, state: &mut Map<String, Value>) {
        state.insert(title.to_string(), json!("pending".to_string()));
        write_to_file("./state.json", state);
        println!("\n\n{} is being set to pending\n\n", title);
    }
}

导出 trait

文件路径在 src/todo/structs/traits/mod

pub mod create;
pub mod delete;
pub mod edit;
pub mod get;

为 struct 实现 trait

接下来我们为 Pending 和 Done 两个 struct 来实现这几个 trait

Pending

我们为 Pending 实现所有的 4 个 trait

use super::base::Base;
use super::traits::create::Create;
use super::traits::delete::Delete;
use super::traits::edit::Edit;
use super::traits::get::Get;
pub struct Pending {
    pub super_struct: Base,
}
impl Pending {
    pub fn new(input_title: &str) -> Pending {
        Pending {
            super_struct: Base::new(input_title, "pending"),
        }
    }
}
impl Delete for Pending {}
impl Create for Pending {}
impl Edit for Pending {}
impl Get for Pending {}

Done

为 Done 实现除了 Create 以外的 trait

文件路径在 src/todo/structs/done

use super::base::Base;
use super::traits::delete::Delete;
use super::traits::edit::Edit;
use super::traits::get::Get;
pub struct Done {
    pub super_struct: Base,
}
impl Done {
    pub fn new(input_title: &str) -> Done {
        Done {
            super_struct: Base::new(input_title, "done"),
        }
    }
}
impl Delete for Done {}
impl Edit for Done {}
impl Get for Done {}

导出 struct

mod base;
pub mod done;
pub mod pending;
pub mod traits;

Process 输入处理

文件位于 src/process.rs 路径下

use serde_json::{Map, Value};
use crate::todo::{
    structs::{
        done::Done,
        pending::Pending,
        traits::{create::Create, delete::Delete, edit::Edit, get::Get},
    },
    ItemTypes,
};
// 处理 pending 状态
fn process_pending(item: Pending, command: String, state: &Map<String, Value>) {
    let mut state = state.clone();
    // 根据用户的输入来调用不同的方法
    match command.as_str() {
        "get" => item.get(&item.super_struct.title, &state),
        "create" => item.create(
            &item.super_struct.title,
            &item.super_struct.status,
            &mut state,
        ),
        "delete" => item.delete(&item.super_struct.title, &mut state),
        "edit" => item.set_to_done(&item.super_struct.title, &mut state),
        _ => println!("command: {} is not supported", command),
    }
}
// 处理 done 状态
fn process_done(item: Done, command: String, state: &Map<String, Value>) {
    let mut state = state.clone();
    match command.as_str() {
        "get" => item.get(&item.super_struct.title, &state),
        "delete" => item.delete(&item.super_struct.title, &mut state),
        "edit" => item.set_to_pending(&item.super_struct.title, &mut state),
        _ => println!("command: {} is not supported", command),
    }
}
// 处理用户的输入，根据输入来匹配枚举，然后执行不同的操作
pub fn process_input(item: ItemTypes, command: String, state: &Map<String, Value>) {
    match item {
        ItemTypes::Pending(item) => process_pending(item, command, state),
        ItemTypes::Done(item) => process_done(item, command, state),
    }
}

最后

按照上面的代码一步一步来完成就可以执行程序了，在根目录下新建一个 state.json 文件，写入一个空对象，不然会报错(代码没做处理)

{}

最后再在控制台上去执行

cargo run create shopping

然后就能看到 state.json 中多了一条记录

{ "shopping": "pending" }

其它的方法就交由你们自己去尝试好了~

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