Rust学习-制作一个文本编辑器: Reading User Input

读取用户的输入

现在来尝试读取用户的输入操作，main.rs如下：

src/main.rs

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

fn main() {
    for b in io::stdin().bytes(){
        let c = b.unwrap() as char;
        println!("{}", c);
    }
}

其中use类似于import或include，用来引入我们要使用的库。在这里我们使用io用来进行输入输出操作use std::io::{self, Read};，这一步相当于：

src/main.rs

use std::io;
use std::io::Read;

main函数中主要包含一个循环，其中io::stdin().bytes()将返回一个迭代器，在每一轮循环前赋值给b后进入循环，直到没有可以读的内容了。我们可以通过Ctrl+D来发出eof，或者直接Ctrl+C来终止程序。

在实际运行的时候，这个程序会将用户输入的字符串打印出来。然而，在默认情况下，仅当用户按下Enter时输入才会发送给程序，这也允许用户通过·来编辑修复内容（canonical mode / cooked mode），但是对于一个文本编辑器来说，我们希望在按下键盘时程序能立刻响应（raw mode）。

输入Q来退出

当程序收到用户按下Q时，退出程序：

src/main.rs

fn main() {
    for b in io::stdin().bytes(){
        let c = b.unwrap() as char;
        println!("{}", c);
        if c == 'q' {
            break;
        }
    }
}

需要注意的是，在Rust中，字符需要用单引号''包裹，字符串是双引号""，这和C++是类似的。

现在当我们在程序中输入q，循环将停止，程序就会退出了，而在q后面的字符不会被打印，并在程序退出时一起被销毁。

Raw Mode

为了切换到Raw Mode，我们需要使用termion，可以在Cargo.toml中引入：

[dependencies]
termion = "1"

我们再次运行cargo build或run，就会下载并编译termion：

  Updating crates.io index
Downloaded libc v0.2.150
Downloaded numtoa v0.1.0
Downloaded termion v1.5.6
Downloaded 3 crates (751.0 KB) in 6.06s
 Compiling libc v0.2.150
 Compiling numtoa v0.1.0
 Compiling termion v1.5.6
 Compiling iTEditor v0.1.0 (/root/iTEditor)
  Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 11.53s

现在让我们把main.rs中的代码改写成支持raw mode的：

src/main.rs

use std::io::{self, stdout, Read};
use termion::raw::IntoRawMode;

fn main() {
    let _stdout = stdout().into_raw_mode().unwrap();

    for b in io::stdin().bytes(){
        let c = b.unwrap() as char;
        println!("{}", c);
        if c == 'q' {
            break;
        }
    }
}

我们使用termion提供stdout()并调用into_raw_mode()函数。为什么要在stdout而不是stdin呢？因为终端的状态是由写入者控制而不是读取者。writer用于在屏幕上绘图或移动光标，同时也用于修改模式。

除此之外，我们还新建了_stdout变量，用于储存into_raw_mode()的返回，但是从未在之后的程序中使用过它。这涉及到Rust中所有权的概念，简单来说，终端可以拥有一些属性，不属于自己的东西将会被移除，而into_raw_mode()修改了终端并返回了一个值，我们需要将它储存起来，通过绑定到_stdout变量，一旦删除_stdout，终端就又会变为canonical mode。_stdout的变量名中添加了前缀_，这会告诉编译器我们希望保留这个变量即使没有被使用过，否则在编译时回返回一个warning。

运行一下：

   Compiling iTEditor v0.1.0 (/root/iTEditor)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.13s
     Running `target/debug/iTEditor`
d
 s
  j
   f
    h
     s
      r
       i
        1
         q
          #

监视按键

为了更好的探索Raw Mode的工作，我们让程序输出读到的所有byte：

src/main.rs

for b in io::stdin().bytes(){
		let b = b.unwrap();
		let c = b as char;
		if c.is_control(){
				println!("{:?} \r", b);
		} else {
				println!("{:?} ({})\r", b, c);
		}
		if c == 'q' {
				break;
  	}
}

这段代码中对变量b进行了二次声明，这是叫做变量遮蔽的特性：在新变量的作用域中，原先的变量会被屏蔽，这样就不必费心思想新的变量名了。函数is_control()可以用来判断是否是控制字符。控制字符是不可被打印出来的，我们可以在ASCII表中找到他们。

Non-printing ASCII control codes.

通过测试我们可以发现，Ctrl+A...Z对应的就是ASCII表中1-26的控制符。

按Ctrl+Q退出

现在我们可以将Ctrl+Q映射到退出操作：

src/main.rs

fn to_ctrl_byte(c: char) -> u8{
    let byte = c as u8;
    byte & 0b0001_1111
}

fn main() {
    let _stdout = stdout().into_raw_mode().unwrap();

    /*codes*/
        if b == to_ctrl_byte('q') {
            break;
        }
    }
}

函数to_ctrl_byte()将返回字符和00011111相与的二进制结果。

异常处理

现在是时候该旅一下如何处理错误了。我们给程序增加一个die()函数打印错误并退出：

src/main.rs

fn die(e: std::io::Error){
    panic!(e);
}

panic!会导致程序关闭并输出错误信息。和其他语言不一样，Rust没有类似于try...catch的结构来捕获可能发生的错误，取而代之的是，Rust采用一种将错误作为函数返回值的方式进行传递，这样我们就可以在程序的顶层统一处理这些错误。

在Rust中，当函数可能发生错误时，它会返回一个名为Result的类型。Result是一个包装器，内含期望的结果或一个错误。在这种情况下，每一个值b本质上都是一个Result，它要么包含一个表示已读取字节的Ok，要么包含一个Err，后者包装了一个错误对象，表明在读取字节时出现了问题。为了得到我们需要的值，我们可以调用unwrap方法：如果我们得到的是Ok，就返回它包含的值；如果是Err，则触发panic。

我们希望在错误发生时自行控制程序崩溃，而不是让Rust直接触发panic，因为后续我们想在程序崩溃前清除屏幕，避免给用户留下未完成绘制的输入信息。目前，我们只需检查错误然后调用die函数，这个函数会替我们执行panic。

我们通过枚举（match）来实现这个流程，match可以当成一个增强版的if-then-else。由它处理变量b，这个变量要么包含我们想要的值，这个值被Ok包装，要么包含一个错误，这个错误被Err包装：

src/main.rs

for b in io::stdin().bytes(){
    match b{
        Ok(b) => {
            let c = b as char;
            if c.is_control() {
                println!("{:?} \r", b);
            } else {
                println!("{:?} ({})\r", b, c);
            }
            if b == to_ctrl_byte('q'){
                    break;
            }
        }
        Err(err) => die(err),
    }
}

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