Die Programmiersprache Rust

Kommandozeilenargumente entgegennehmen

Lass uns ein neues Projekt, wie immer, mit cargo new erstellen. Wir werden unser Projekt minigrep nennen, um es vom grep-Werkzeug zu unterscheiden, das du vielleicht schon auf deinem System hast.

$ cargo new minigrep
     Created binary (application) `minigrep` project
$ cd minigrep

Die erste Aufgabe besteht darin, minigrep dazu zu bringen, seine beiden Kommandozeilenargumente entgegennehmen: Den Dateipfad und eine Zeichenkette, nach der gesucht werden soll. Das heißt, wir wollen in der Lage sein, unser Programm mit cargo run, einer zu suchenden Zeichenkette und einem Pfad zu einer Datei, in der gesucht werden soll, auszuführen:

$ cargo run -- searchstring example-filename.txt

Im Moment kann das von cargo new generierte Programm die Argumente, die wir ihm geben, nicht verarbeiten. Einige vorhandene Bibliotheken auf crates.io können beim Schreiben eines Programms, das Kommandozeilenargumente akzeptiert, helfen, aber da du dieses Konzept gerade erst erlernst, sollten wir diese Fähigkeit selbst implementieren.

Lesen der Argumentwerte

Um minigrep in die Lage zu versetzen, die Werte der Kommandozeilenargumente zu lesen, die wir ihm übergeben, benötigen wir die Funktion std::env::args, die in der Standardbibliothek von Rust bereitgestellt wird. Diese Funktion gibt einen Iterator der Befehlszeilenargumente zurück, die an minigrep übergeben wurden. Iteratoren werden wir in Kapitel 13 ausführlich behandeln. Im Moment brauchst du nur zwei Details über Iteratoren zu wissen: Iteratoren erzeugen eine Reihe von Werten und wir können die Methode collect auf einem Iterator aufrufen, um ihn in eine Kollektion, z.B. einen Vektor, zu verwandeln, der alle Elemente enthält, die der Iterator erzeugt.

Der Code in Codeblock 12-1 ermöglicht deinem minigrep-Programm, alle ihm übergebenen Befehlszeilenargumente zu lesen und die Werte dann in einem Vektor zu sammeln.

Dateiname: src/main.rs

use std::env;

fn main() {
    let args: Vec<String> = env::args().collect();
    dbg!(args);
}

Codeblock 12-1: Sammeln der Befehlszeilenargumente in einem Vektor und Ausgeben dieser Werte

Zuerst bringen wir das Modul std::env mit einer use-Anweisung in den Gültigkeitsbereich, damit wir seine Funktion args verwenden können. Beachte, dass die Funktion std::env::args in zwei Modulebenen verschachtelt ist. Wie wir in Kapitel 7 besprochen haben, haben wir in Fällen, in denen die gewünschte Funktion in mehreren Modulebenen verschachtelt ist, das die Funktion enthaltende Modul in den Gültigkeitsbereich gebracht, anstatt nur die Funktion selbst zu importieren. Auf diese Weise können wir leicht andere Funktionen aus std::env verwenden. Es ist auch nicht so vieldeutig wie beim Importieren von use std::env::args und dem anschließenden Aufrufen der Funktion nur mit args, weil args leicht mit einer Funktion verwechselt werden könnte, die im aktuellen Modul definiert ist.

Die args-Funktion und ungültiger Unicode

Beachte, dass std::env::args abstürzt, wenn ein Argument einen ungültigen Unicode enthält. Wenn dein Programm Argumente mit ungültigem Unicode akzeptieren muss, verwende stattdessen std::env::args_os. Diese Funktion gibt einen Iterator zurück, der OsString-Werte anstelle von String-Werten erzeugt. Wir haben uns hier aus Gründen der Einfachheit für die Verwendung von std::env::args entschieden, weil OsString-Werte sich je nach Plattform unterscheiden und die Arbeit mit ihnen komplexer ist als mit String-Werten.

In der ersten Zeile von main rufen wir env::args auf und wir verwenden sofort collect, um den Iterator in einen Vektor zu verwandeln, der alle vom Iterator erzeugten Werte enthält. Wir können die Funktion collect verwenden, um viele Arten von Kollektionen zu erstellen, also vermerken wir explizit den Typ von args, um anzugeben, dass wir einen Vektor mit Zeichenketten wollen. Obwohl du in Rust nur sehr selten Typen mit Annotationen versehen musst, ist collect eine Funktion, die du häufig mit Annotationen versehen musst, da Rust nicht in der Lage ist, auf die Art der gewünschten Kollektion zu schließen.

Zum Schluss geben wir den Vektor mit dem Debug-Makro aus. Versuchen wir, den Code zuerst ohne Argumente und dann mit zwei Argumenten laufen zu lassen:

$ cargo run
   Compiling minigrep v0.1.0 (file:///projects/minigrep)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.61s
     Running `target/debug/minigrep`
[src/main.rs:5:5] args = [
    "target/debug/minigrep",
]

$ cargo run -- Nadel Heuhaufen
   Compiling minigrep v0.1.0 (file:///projects/minigrep)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 1.57s
     Running `target/debug/minigrep Nadel Heuhaufen`
[src/main.rs:5:5] args = [
    "target/debug/minigrep",
    "Nadel",
    "Heuhaufen",
]

Beachte, dass der erste Wert im Vektor "target/debug/minigrep" ist, was der Name unserer Binärdatei ist. Dies entspricht dem Verhalten der Argumentliste in C, sodass Programme bei ihrer Ausführung den Namen verwenden können, unter dem sie aufgerufen wurden. Es ist oft praktisch, Zugriff auf den Programmnamen zu haben, falls du ihn in Meldungen ausgeben oder das Verhalten des Programms ändern möchtest, je nachdem, welcher Befehlszeilen-Alias zum Aufruf des Programms verwendet wurde. Aber für die Zwecke dieses Kapitels ignorieren wir ihn und speichern nur die beiden Argumente, die wir brauchen.

Speichern der Argumentwerte in Variablen

Das Programm ist derzeit in der Lage, auf die als Kommandozeilenargumente angegebenen Werte zuzugreifen. Jetzt müssen wir die Werte der beiden Argumente in Variablen speichern, damit wir die Werte im restlichen Programm verwenden können. Das tun wir in Codeblock 12-2.

Dateiname: src/main.rs

use std::env;

fn main() {
    let args: Vec<String> = env::args().collect();

    let query = &args[1];
    let file_path = &args[2];

    println!("Suche nach {query}");
    println!("In Datei {file_path}");
}

Codeblock 12-2: Erstellen von Variablen zur Aufnahme des Such-Arguments und des Dateipfad-Arguments

Wie wir gesehen haben, als wir den Vektor ausgegeben haben, nimmt der Programmname den ersten Wert im Vektor bei args[0] ein, also beginnen wir beim Index 1. Das erste Argument, das minigrep annimmt, ist die Zeichenkette, nach der wir suchen, also setzen wir eine Referenz auf das erste Argument in die Variable query. Das zweite Argument wird der Dateipfad sein, also setzen wir eine Referenz auf das zweite Argument in die Variable file_path.

Wir geben vorübergehend die Werte dieser Variablen aus, um zu belegen, dass der Code so funktioniert, wie wir es beabsichtigen. Lassen wir dieses Programm mit den Argumenten test und sample.txt noch einmal laufen:

$ cargo run test sample.txt
   Compiling minigrep v0.1.0 (file:///projects/minigrep)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.0s
     Running `target/debug/minigrep test sample.txt`
Suche nach test
In Datei sample.txt

Toll, das Programm funktioniert! Die Werte der Argumente, die wir brauchen, werden in den richtigen Variablen gespeichert. Später fügen wir eine Fehlerbehandlung hinzu, um mit bestimmten potentiellen Fehlersituationen umzugehen, z.B. wenn der Benutzer keine Argumente angibt; für den Moment ignorieren wir diese Situation und arbeiten stattdessen daran, die Datei-Lesefunktion hinzuzufügen.