如何使用Rust从stdin创建一个高效的字符迭代器?

max*_*man 3 stdin chars rust

既然Read::chars迭代器已经被正式弃用了,那么在Reader不将整个流读入内存的情况下获取来自类似stdin 的字符的迭代器的正确方法是什么?

She*_*ter 8

相应的弃用问题很好地总结了问题Read::chars并提出了建议:

可以使用不关心递增处理数据的代码 Read::read_to_string.大概需要关注的代码也希望控制其缓冲策略并使用尽可能大的切片&[u8]&str切片,而不是一次char一个.它应该立足于str::from_utf8功能以及对valid_up_toerror_len该方法 Utf8Error 的类型.一个棘手的方面是处理单个char以UTF-8表示多个字节的情况,其中这些字节碰巧在不同的read调用/缓冲区块中分割.(Utf8Error::error_len返回None表明这可能是这种情况.)utf-8板条箱解决了这一点,但为了是柔性的规定,可能有太多的表面的API被包括在标准库.

当然,以上是针对始终为UTF-8的数据.如果需要支持其他字符编码,请考虑使用 encoding_rsencoding包.

你自己的迭代器

最有效的方面解决方案的数量我/ O调用是阅读一切都变成一个巨大的缓冲String和迭代是:

use std::io::{self, Read};

fn main() {
    let stdin = io::stdin();
    let mut s = String::new();
    stdin.lock().read_to_string(&mut s).expect("Couldn't read");
    for c in s.chars() {
        println!(">{}<", c);
    }
}
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你可以将它与答案结合起来是否有自己的String :: chars版本?:

use std::io::{self, Read};

fn reader_chars<R: Read>(mut rdr: R) -> io::Result<impl Iterator<Item = char>> {
    let mut s = String::new();
    rdr.read_to_string(&mut s)?;
    Ok(s.into_chars()) // from https://stackoverflow.com/q/47193584/155423
}

fn main() -> io::Result<()> {
    let stdin = io::stdin();

    for c in reader_chars(stdin.lock())? {
        println!(">{}<", c);
    }

    Ok(())
}
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我们现在有一个函数,它char为任何实现的类型返回s 的迭代器Read.

一旦你有这种模式,只需要决定在哪里进行内存分配与I/O请求的权衡.这是一个类似的想法,使用行大小的缓冲区:

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

fn reader_chars<R: Read>(rdr: R) -> impl Iterator<Item = char> {
    // We use 6 bytes here to force emoji to be segmented for demo purposes
    // Pick more appropriate size for your case
    let reader = BufReader::with_capacity(6, rdr);

    reader
        .lines()
        .flat_map(|l| l) // Ignoring any errors
        .flat_map(|s| s.into_chars())  // from https://stackoverflow.com/q/47193584/155423
}

fn main() {
    // emoji are 4 bytes each
    let data = "";
    let data = data.as_bytes();

    for c in reader_chars(data) {
        println!(">{}<", c);
    }
}
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最极端的是为每个角色执行一个I/O请求.这不会占用太多内存,但会产生大量的I/O开销.

务实的答案

将实现复制并粘贴Read::chars到您自己的代码中.它会像以前一样有效.

也可以看看:


max*_*man 4

正如其他几个人提到的,可以复制已弃用的实现Read::chars以在您自己的代码中使用。这是否真正理想将取决于您的用例 - 对我来说,这证明目前已经足够好了,尽管我的应用程序可能会在不久的将来超越这种方法。

为了说明如何做到这一点,让我们看一个具体的例子:

use std::io::{self, Error, ErrorKind, Read};
use std::result;
use std::str;

struct MyReader<R> {
    inner: R,
}

impl<R: Read> MyReader<R> {
    fn new(inner: R) -> MyReader<R> {
        MyReader {
            inner,
        }
    }

#[derive(Debug)]
enum MyReaderError {
    NotUtf8,
    Other(Error),
}

impl<R: Read> Iterator for MyReader<R> {
    type Item = result::Result<char, MyReaderError>;

    fn next(&mut self) -> Option<result::Result<char, MyReaderError>> {
        let first_byte = match read_one_byte(&mut self.inner)? {
            Ok(b) => b,
            Err(e) => return Some(Err(MyReaderError::Other(e))),
        };
        let width = utf8_char_width(first_byte);
        if width == 1 {
            return Some(Ok(first_byte as char));
        }
        if width == 0 {
            return Some(Err(MyReaderError::NotUtf8));
        }
        let mut buf = [first_byte, 0, 0, 0];
        {
            let mut start = 1;
            while start < width {
                match self.inner.read(&mut buf[start..width]) {
                    Ok(0) => return Some(Err(MyReaderError::NotUtf8)),
                    Ok(n) => start += n,
                    Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => continue,
                    Err(e) => return Some(Err(MyReaderError::Other(e))),
                }
            }
        }
        Some(match str::from_utf8(&buf[..width]).ok() {
            Some(s) => Ok(s.chars().next().unwrap());
            None => Err(MyReaderError::NotUtf8),
        })
    }
}
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上面的代码也需要read_one_byteutf8_char_width来实现。这些应该看起来像:

static UTF8_CHAR_WIDTH: [u8; 256] = [
1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1, // 0x1F
1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1, // 0x3F
1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1, // 0x5F
1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1, // 0x7F
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, // 0x9F
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, // 0xBF
0,0,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2, // 0xDF
3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3, // 0xEF
4,4,4,4,4,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, // 0xFF
];

fn utf8_char_width(b: u8) -> usize {
    return UTF8_CHAR_WIDTH[b as usize] as usize;
}

fn read_one_byte(reader: &mut Read) -> Option<io::Result<u8>> {
    let mut buf = [0];
    loop {
        return match reader.read(&mut buf) {
            Ok(0) => None,
            Ok(..) => Some(Ok(buf[0])),
            Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => continue,
            Err(e) => Some(Err(e)),
        };
    }
}
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现在我们可以使用该MyReader实现在某些读取器上生成chars 的迭代器,例如io::stdin::Stdin

fn main() {
    let stdin = io::stdin();
    let mut reader = MyReader::new(stdin.lock());
    for c in reader {
        println!("{}", c);
    }
}
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这种方法的局限性在原始问题线索中进行了详细讨论。然而,值得指出的一个特别问题是该迭代器无法正确处理非 UTF-8 编码流。