輸入輸出：stdin、檔案讀寫

本集目標

認識 Rust 的輸入輸出方法，學會讀寫檔案。

概念說明

前面學了怎麼用 Path 表示檔案位置、怎麼處理字串內容，這集來學怎麼實際讀寫檔案。

回顧 stdin

第 1 章我們照抄了這三行來讀取使用者輸入：

fn main() {
    let mut input = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut input).expect("讀取失敗");
    let name = input.trim();
}

你已經學過 String、&mut 和 .expect()，這段應該都看得懂了。唯一沒提過的是 std::io::stdin() 回傳一個 Stdin struct，而 read_line 回傳的是 io::Result<usize>——這是 Result<usize, io::Error> 的型別別名，標準庫裡很多輸入輸出函數都用它。

最簡單的檔案讀寫

fs::read_to_string 的參數型別是 impl AsRef<Path>——第 1 集學的 AsRef 在這裡派上用場。你可以傳 &str、String、&Path、PathBuf 都行，不用手動轉換。

讀整個檔案成字串：

use std::fs;

fn main() {
    let content = fs::read_to_string("hello.txt").expect("讀取失敗");
    println!("{}", content);
}

寫入檔案（檔案不存在會建立，存在會覆蓋）：

use std::fs;

fn main() {
    fs::write("output.txt", "Hello, file!").expect("寫入失敗");
}

這兩個函數夠簡單，但 read_to_string 會把整個檔案一次讀進記憶體——如果檔案很大就不適合。

File + BufReader：逐行讀取

use std::fs::File;
use std::io::{BufRead, BufReader};

fn main() {
    let file = File::open("data.txt").expect("開啟失敗");
    let reader = BufReader::new(file);

    for line in reader.lines() {
        let line = line.expect("讀取行失敗");
        println!("{}", line);
    }
}

File::open 開啟檔案，BufReader 包在外面提供緩衝區，.lines() 逐行讀取，每行是一個 io::Result<String>。

寫入檔案

use std::fs::File;
use std::io::Write;

fn main() {
    let mut file = File::create("output.txt").expect("建立失敗");
    writeln!(file, "第一行").expect("寫入失敗");
    writeln!(file, "第二行").expect("寫入失敗");
}

File::create 建立（或覆蓋）檔案，writeln! 跟 println! 很像，只是輸出目標從螢幕換成檔案。要用 writeln! 需要引入 Write trait。

Read、Write、BufRead

標準庫用 trait 抽象化輸入輸出：

• Read：能讀取 bytes 的東西（File、Stdin、TcpStream 等）
• Write：能寫入 bytes 的東西（File、Stdout、TcpStream 等）
• BufRead：帶緩衝的讀取，提供 lines() 等方法。BufReader 可以把任何 Read 變成 BufRead

這就是為什麼很多函數的參數寫成 impl Read 或 impl Write——不管你傳檔案、stdin 還是網路連線，只要實作了對應的 trait 就能用。

範例程式碼

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

fn main() -> io::Result<()> {
    // 寫入檔案
    let mut file = File::create("names.txt")?;
    writeln!(file, "Alice")?;
    writeln!(file, "Bob")?;
    writeln!(file, "Charlie")?;

    // 一次讀取整個檔案
    let all = fs::read_to_string("names.txt")?;
    println!("整個檔案：\n{}", all);

    // 逐行讀取
    let file = File::open("names.txt")?;
    let reader = BufReader::new(file);
    for (i, line) in reader.lines().enumerate() {
        println!("第 {} 行：{}", i + 1, line?);
    }

    Ok(())
}

重點整理

• io::Result<T> 是 Result<T, io::Error> 的型別別名
• fs::read_to_string / fs::write：最簡單的一行讀寫
• File::open + BufReader：逐行讀取大檔案
• File::create + writeln!：逐行寫入
• Read、Write、BufRead 是輸入輸出的核心 trait，讓不同來源（檔案、stdin、網路）用同一套介面