加餐 期中测试：参考实现讲解

你好，我是陈天。 上一讲给你布置了一份简单的期中考试习题，不知道你完成的怎么样。今天我们来简单讲一讲实现，供你参考。 支持 grep 并不是一件复杂的事情，相信你在使用了 clap、glob、rayon 和 regex 后，都能写出类似的代码（伪代码）： 这个代码撰写的感觉和 Python 差不多，除了阅读几个依赖花些时间外，几乎没有难度。 不过，这个代码不具备可测试性，会给以后的维护和扩展带来麻烦。我们来看看如何优化，使这段代码更加容易测试。

如何写出好实现

首先，我们要剥离主要逻辑。 主要逻辑是什么？自然是对于单个文件的 grep，也就是代码中标记的部分。我们可以将它抽离成一个函数： 当然，从接口的角度来说，这个 process 函数定义得太死，如果不是从 File 中取数据，改天需求变了，也需要支持从 stdio 中取数据呢？就需要改动这个接口了。 所以可以使用泛型： 泛型参数 R 只需要满足 std::io::Read trait 就可以。 这个接口虽然抽取出来了，但它依旧不可测，因为它内部直接 println!，把找到的数据直接打印出来了。我们当然可以把要打印的行放入一个 Vec 返回，这样就可以测试了。 不过，这是为了测试而测试，更好的方式是把输出的对象从 Stdout 抽象成 Write。现在 process 的接口变为： 这样，我们就可以使用实现了 Read trait 的 &[u8] 作为输入，以及使用实现了 Write trait 的 Vec作为输出，进行测试了。而在 rgrep 的实现时，我们用 File 作为输入，Stdout 作为输出。这样既满足了需求，让核心逻辑可测，还让接口足够灵活，可以适配任何实现了 Read 的输入以及实现了 Write 的输出。 好，有了这个思路，来看看我是怎么写这个 rgrep 的，供你参考。 首先 cargo new rgrep 创建一个新的项目。在 Cargo.toml 中，添加如下依赖： 对于处理命令行的 clap，我们需要 3.0 的版本。不要在意 VS Code 插件提示你最新版本是 2.33，那是因为 beta 不算正式版本。 然后创建 src/lib.rs 和 src/error.rs，在 error.rs 中添加一些错误定义： 它们都是需要进行转换的错误。thiserror 能够通过宏帮我们完成错误类型的转换。 在 src/lib.rs 中，添入如下代码： 和刚才的思路稍有不同的是，process 函数叫 default_strategy()。另外我们为 GrepConfig 提供了两个方法，一个是 match_with_default_strategy()，另一个是 match_with()，调用者可以自己传入一个函数或者闭包，对给定的 BufReader 进行处理。这是一种常用的解耦的处理方法。 在 src/lib.rs 里，继续撰写单元测试： 你可以重点关注测试是如何使用 default_strategy() 函数，而 match_with() 方法又是如何使用它的。运行 cargo test，两个测试都能通过。 最后，在 src/main.rs 中添加命令行处理逻辑： 在命令行下运行：cargo run --quiet -- "Re[^\\s]+" "src/*.rs" ，会得到类似如下输出。注意，文件输出的顺序可能不完全一样，因为 rayon 是多个线程并行执行的。-

小结

rgrep 是一个简单的命令行工具，仅仅写了上百行代码，就完成了一个性能相当不错的简化版 grep。在不做复杂的接口设计时，我们可以不用生命周期，不用泛型，甚至不用太关心所有权，就可以写出非常类似脚本语言的代码。 从这个意义上讲，Rust 用来做一次性的、即用即抛型的代码，或者说，写个快速原型，也有用武之地；当我们需要更好的代码质量、更高的抽象度、更灵活的设计时，Rust 提供了足够多的工具，让我们将原型进化成更成熟的代码。 相信在做 rgrep 的过程中，你能感受到用 Rust 开发软件的愉悦。 今天我们就不布置思考题了，你可以多多体会KV server和rgrep工具的实现。恭喜你完成了Rust基础篇的学习，进度条过半，我们下节课进阶篇见。 欢迎你分享给身边的朋友，邀他一起讨论。

延伸阅读

在 YouTube 上，有一个新鲜出炉的视频：Visualizing memory layout of Rust’s data types，用 40 分钟的时间，总结了我们前面基础篇二十讲里提到的主要数据结构的内存布局。我个人非常喜欢这个视频，因为它和我一直倡导的“厘清数据是如何在堆和栈上存储”的思路不谋而合，在这里也推荐给你。如果你想快速复习一下，查漏补缺，那么非常建议你花上一个小时时间仔细看一下这个视频。