Rust 文件系统操作

std::fs 与 Path/PathBuf 的文件读写、目录与错误处理要点。

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[!info] related notes

所属 MOC：标准库 · 学习路线

前置概念：I/O、错误处理

后续概念：CLI、配置

容易混淆：通用 Read/Write

Rust 文件系统操作

这个概念为什么出现

配置、模板、数据文件都落在文件系统。
需要可移植的路径类型与清晰的错误上下文。

[!abstract] 一句话理解 Path/PathBuf 表示路径；std::fs 提供读写与目录操作；错误带路径上下文；注意 TOCTOU 与权限。

最小可运行示例

场景：读取应用配置文件文本

use std::fs;
use std::path::Path;

// 业务意图：读取配置文本；失败带路径。
// 教学点：Path；read_to_string；错误映射。

fn load_text(path: &Path) -> Result<String, String> {
    fs::read_to_string(path).map_err(|e| format!("read {}: {e}", path.display()))
}

fn main() -> Result<(), String> {
    let path = std::env::args_os().nth(1)
        .ok_or_else(|| "usage: cargo run -- <config-path>".to_string())?;
    let text = load_text(Path::new(&path))?;
    print!("{text}");
    Ok(())
}

先准备内容为 log=info 的配置文件，再运行 cargo run -- /path/to/config.txt。程序只读取指定文件，成功输出其内容；缺少参数或读取失败时非零退出，不创建、覆盖或删除固定文件名。

结合场景再看三个关注点

display() 打印路径
错误上下文
二进制用 fs::read

核心概念

Path 非 UTF-8 可能（OsStr）
create_dir_all、read_dir
OpenOptions 精细打开
metadata 跟随符号链接，symlink_metadata 检查链接自身
read_to_string 读完整文件并验证 UTF-8，大文件或不可信输入应限制读取量
fs::write / File::create 会截断已有文件；只允许新建时用 OpenOptions::create_new(true)，不要先 exists 再创建
display 是用于人读的可能有损显示，不应把它重新解析为权威路径

工程实践

路径别手拼字符串
临时文件可用 tempfile crate；std::env::temp_dir 只给目录，不负责原子创建、唯一命名或自动清理
权限与符号链接安全
大文件流式读

本节总结

Path + fs
错误上下文
可移植意识

自测题

Path 与 String 路径差别？
为何避免“先 exists 再 open”作为安全检查？

参考答案

Path 处理 OS 路径语义与非 UTF8。
TOCTOU 竞态；应直接 open 并处理错误。

延伸阅读与资料来源

资料	类型	支撑内容
std::fs	标准库	文件系统
std::path	标准库	路径