12-IO · Elixir 程序設計

12-I/O ====== [I/O模塊](#121-io%E6%A8%A1%E5%9D%97) [文件模塊](#122-%E6%96%87%E4%BB%B6%E6%A8%A1%E5%9D%97) [路徑模塊](#123-%E8%B7%AF%E5%BE%84%E6%A8%A1%E5%9D%97) [進程和組長](#124-%E8%BF%9B%E7%A8%8B%E5%92%8C%E7%BB%84%E9%95%BF) [*iodata*和*chardata*](#125-iodata%E5%92%8Cchardata) 本章簡單介紹Elixir的輸入、輸出機制以及相關的模塊，如[IO](http://elixir-lang.org/docs/stable/elixir/IO.html)， [文件](http://elixir-lang.org/docs/stable/elixir/File.html) 和[路徑](http://elixir-lang.org/docs/stable/elixir/Path.html)。現在介紹I/O似乎有點早，但是I/O系統可以讓我們一窺Elixir哲學，滿足我們對該語言以及VM的好奇心。 ##12.1-IO模塊 IO模塊是Elixir語言中讀寫標準輸入、輸出、標準錯誤、文件、設備的主要機制。使用該模塊的方法頗為直接： ```elixir iex> IO.puts "hello world" "hello world" :ok iex> IO.gets "yes or no? " yes or no? yes "yes\n" ``` IO模塊中的函數默認使用標準輸入輸出。我們也可以傳遞```:stderr```來指示將錯誤信息寫到標準錯誤設備上： ```elixir iex> IO.puts :stderr, "hello world" "hello world" :ok ``` #12.2-文件模塊文件模塊包含了可以讓我們讀寫文件的函數。默認情況下文件是以二進制模式打開，它要求程序員使用特殊的```IO.binread/2``` 和```IO.binwrite/2```函數來讀寫文件： ```elixir iex> {:ok, file} = File.open "hello", [:write] {:ok, #PID<0.47.0>} iex> IO.binwrite file, "world" :ok iex> File.close file :ok iex> File.read "hello" {:ok, "world"} ``` 文件可以使用```:utf8```編碼打開，然后就可以被IO模塊中其他函數使用了： ```elixir iex> {:ok, file} = File.open "another", [:write, :utf8] {:ok, #PID<0.48.0>} ``` 除了打開、讀寫文件的函數，文件模塊還有許多函數來操作文件系統。這些函數根據Unix功能相對應的命令命名。如```File.rm/1```用來刪除文件；```File.mkdir/1``` 用來創建目錄；```File.mkdir_p/1```創建目錄并保證其父目錄一并創建；還有```File.cp_r/2```和```File.rm_rf/2```用來遞歸地復制和刪除整個目錄。你還會注意到文件模塊中，一般函數都有一個名稱類似的版本。區別是名稱上一個有!(bang)一個沒有。例如，上面的例子我們在讀取“hello”文件時，用的是不帶!號的版本。下面用例子演示下它們的區別： ```elixir iex> File.read "hello" {:ok, "world"} iex> File.read! "hello" "world" iex> File.read "unknown" {:error, :enoent} iex> File.read! "unknown" ** (File.Error) could not read file unknown: no such file or directory ``` 注意看，當文件不存在時，帶!號的版本會報錯。就是說不帶!號的版本能照顧到模式匹配出來的不同情況。但有的時候，你就是希望文件在那兒，!使得它能報出有意義的錯誤。因此，不要寫： ```elixir {:ok, body} = File.read(file) ``` 相反地，應該這么寫： ```elixir case File.read(file) do {:ok, body} -> # handle ok {:error, r} -> # handle error end ``` 或者 ```elixir File.read!(file) ``` ## 12.3-路徑模塊文件模塊中絕大多數函數都以路徑作為參數。通常這些路徑都是二進制，可以被路徑模塊提供的函數操作： ```elixir iex> Path.join("foo", "bar") "foo/bar" iex> Path.expand("~/hello") "/Users/jose/hello" ``` 有了以上介紹的幾個模塊和函數，我們已經能對文件系統進行基本的IO操作。下面將討論I/O模塊中令人好奇的高級話題。這部分不是寫Elixir程序必須掌握的，可以跳過不看。但是如果你大概地瀏覽一下，可以了解IO是如何在VM上實現以及其它一些有趣的內容。 ## 12.4-進程和組長你可能已經發現，```File.open/2```函數返回了一個包含PID的元祖： ```elixir iex> {:ok, file} = File.open "hello", [:write] {:ok, #PID<0.47.0>} ``` I/O模塊實際上是同進程協同工作的。當你調用```IO.write(pid, binary)```時， I/O模塊將發送一條消息給執行操作的進程。讓我們用自己的代碼表述下這個過程： ```elixir iex> pid = spawn fn -> ...> receive do: (msg -> IO.inspect msg) ...> end #PID<0.57.0> iex> IO.write(pid, "hello") {:io_request, #PID<0.41.0>, #PID<0.57.0>, {:put_chars, :unicode, "hello"}} ** (ErlangError) erlang error: :terminated ``` 調用```IO.write/2```之后，可以看見打印出了發給IO模塊的請求。然而因為我們沒有提供某些東西，這個請求失敗了。 [StringIO模塊](http://elixir-lang.org/docs/stable/elixir/StringIO.html) 提供了一個基于字符串的IO實現： ```elixir iex> {:ok, pid} = StringIO.open("hello") {:ok, #PID<0.43.0>} iex> IO.read(pid, 2) "he" ``` Erlang虛擬機用進程給I/O設備建模，允許同一個網絡中的不同節點通過交換文件進程，實現節點間的文件讀寫。在所有IO設備之中，有一個特殊的進程，稱作組長（group leader）。當你寫東西到標準輸出，實際上是發送了一條消息給組長，它把內容寫給*STDIO文件表述者*： ```elixir iex> IO.puts :stdio, "hello" hello :ok iex> IO.puts Process.group_leader, "hello" hello :ok ``` 組長可為每個進程做相應配置，用于處理不同的情況。例如，當在遠程終端執行代碼時，它能保證遠程機器的消息可以被重定向到發起操作的終端上。 ## 12.5-*iodata*和*chardata* 在以上所有例子中，我們都用的是二進制/字符串方式讀寫文件。在“二進制、字符串和字符列表”那章里，我們注意到字符串就是普通的bytes，而字符列表是code points（字符碼）的列表。 I/O模塊和文件模塊中的函數接受列表作為參數。還可以接受混合類型的列表，里面內容是整形、二進制都行： ```elixir iex> IO.puts 'hello world' hello world :ok iex> IO.puts ['hello', ?\s, "world"] hello world :ok ``` 盡管如此，有些地方還是要注意。一個列表可能表示一串byte，或者一串字符。用哪一種需要看I/O設備是怎么編碼的。如果不指明編碼，文件就以raw模式打開，這時候只能用文件模塊里bin*開頭（二進制版）的函數對其進行操作。這些函數接受*iodata*作為參數，即，它們期待一個整數值的列表，用來表示byte或二進制。盡管只是細微的差別，如果你打算傳遞列表給那些函數，你需要考慮那些細節。底層的bytes可以表示二進制，這種表示就是raw的。