如何从 Vec 或 Slice 中读取 (std::io::Read)？

Question

Vecs 支持std::io::Write，因此可以编写采用File 或Vec 的代码，例如。从 API 参考来看，Vec 和 slice 似乎都不支持 std::io::Read。

有没有方便的方法来实现这一点？是否需要编写包装结构？

这是一个工作代码示例，它读取和写入一个文件，其中一行注释应该读取一个向量。

use ::std::io;

// Generic IO
fn write_4_bytes<W>(mut file: W) -> Result<usize, io::Error>
    where W: io::Write,
{
    let len = file.write(b"1234")?;
    Ok(len)
}

fn read_4_bytes<R>(mut file: R) -> Result<[u8; 4], io::Error>
    where R: io::Read,
{
    let mut buf: [u8; 4] = [0; 4];
    file.read(&mut buf)?;
    Ok(buf)
}

// Type specific

fn write_read_vec() {
    let mut vec_as_file: Vec<u8> = Vec::new();

    {   // Write
        println!("Writing Vec... {}", write_4_bytes(&mut vec_as_file).unwrap());
    }

    {   // Read
//      println!("Reading File... {:?}", read_4_bytes(&vec_as_file).unwrap());
        //                               ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
        //                               Comment this line above to avoid an error!
    }
}

fn write_read_file() {
    let filepath = "temp.txt";
    {   // Write
        let mut file_as_file = ::std::fs::File::create(filepath).expect("open failed");
        println!("Writing File... {}", write_4_bytes(&mut file_as_file).unwrap());
    }

    {   // Read
        let mut file_as_file = ::std::fs::File::open(filepath).expect("open failed");
        println!("Reading File... {:?}", read_4_bytes(&mut file_as_file).unwrap());
    }
}

fn main() {
    write_read_vec();
    write_read_file();
}

这失败并出现错误：

error[E0277]: the trait bound `std::vec::Vec<u8>: std::io::Read` is not satisfied
  --> src/main.rs:29:42
   |
29 |         println!("Reading File... {:?}", read_4_bytes(&vec_as_file).unwrap());
   |                                          ^^^^^^^^^^^^ the trait `std::io::Read` is not implemented for `std::vec::Vec<u8>`
   |
   = note: required by `read_4_bytes`

我想为文件格式编码器/解码器编写测试，而不必写入文件系统。

Answer 1

虽然向量不支持std::io::Read，但切片可以。

这里有一些混乱，因为 Rust 能够在某些情况下将 Vec 强制转换为切片，但在其他情况下则不行。

在这种情况下，需要对切片进行显式强制，因为在应用强制的阶段，编译器不知道Vec<u8> 不实现Read。

---

当使用以下方法之一将向量强制为切片时，问题中的代码将起作用：

• read_4_bytes(&*vec_as_file)
• read_4_bytes(&vec_as_file[..])
• read_4_bytes(vec_as_file.as_slice())。

---

注意：

• 最初问这个问题时，我选择的是&Read，而不是Read。这使得传递对切片的引用失败，除非我传入了 &&*vec_as_file，但我没想到这样做。
• Rust 的最新版本，您还可以使用 as_slice() 将 Vec 转换为切片。
• 感谢@arete on #rust 找到解决方案！

Answer 2

std::io::光标

std::io::Cursor 是一个简单而有用的包装器，它为Vec<u8> 实现了Read，因此它允许将向量用作可读实体。

let mut file = Cursor::new(vector);

read_something(&mut file);

而documentation 展示了如何使用Cursor 而不是File 来编写单元测试！

工作示例：

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

fn read_something(file: &mut impl Read) {
    let _ = file.read(&mut [0; 8]);
}

fn main() {
    let vector = vec![1, 2, 3, 4];

    let mut file = Cursor::new(vector);

    read_something(&mut file);
}

来自documentation关于std::io::Cursor：

游标通常与内存缓冲区一起使用，以允许它们实现Read 和/或Write...

标准库在各种类型上实现了一些 I/O 特征，这些特征通常用作缓冲区，例如 Cursor<Vec<u8>> 和 Cursor<&[u8]>。

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切片

上面的例子也适用于 slices。在这种情况下，它将如下所示：

read_something(&mut &vector[..]);

工作示例：

use std::io::Read;

fn read_something(file: &mut impl Read) {
    let _ = file.read(&mut [0; 8]);
}

fn main() {
    let vector = vec![1, 2, 3, 4];

    read_something(&mut &vector[..]);
}

&mut &vector[..] 是“对切片的可变引用”（对向量部分引用的引用），所以我发现 Cursor 的显式选项更加清晰和优雅。

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光标 切片

更多：如果您有一个拥有缓冲区的Cursor，并且您需要模拟例如“文件”的一部分，您可以从Cursor 获取slice 并传递给函数。

read_something(&mut &file.get_ref()[1..3]);