概述
我们的第二个项目从算术升级到文本处理：一个接受搜索模式和文件路径，然后只打印匹配行的微型grep克隆。这个练习加强了前一章的参数处理，同时引入了标准库中的文件I/O和切片工具。#命令行标志，File.zig
我们不逐字节流式传输，而是依赖Zig的内存安全助手来加载文件，将其分割成行，并用直接的子字符串检查来显示匹配项。每个失败路径在退出前都会产生一个用户友好的消息，因此该工具在shell脚本中表现得可预测——这是我们将带到下一个项目的主题。相关API请参见#命令行标志和File.zig，错误处理模式请参见#错误处理。
学习目标
构建搜索框架
我们从连接CLI前端开始：分配参数，尊重--help，并确认正好有两个位置参数——模式和路径——存在。任何偏差都会打印一个用法横幅并以代码1退出，避免堆栈跟踪，同时仍然向调用者发出失败信号。
验证参数和用法路径
这个骨架反映了第5章的TempConv CLI，但现在我们向stderr发出诊断信息，并在输入错误或文件无法打开时显式退出。printUsage将横幅放在一个地方，而std.process.exit保证我们在消息写完后立即停止。
加载和分割文件
我们不处理部分读取，而是用File.readToEndAlloc将文件加载到内存中，将大小限制在8兆字节，以防止意外的巨大文件。然后，单次调用std.mem.splitScalar会产生一个以换行符分隔的段的迭代器，我们对其进行修剪以适应Windows风格的回车符。
理解std.fs结构
在深入文件操作之前，了解Zig的文件系统API是如何组织的很有帮助。std.fs模块提供了一个分层结构，使文件访问具有可移植性和可组合性：
graph TB
subgraph "文件系统API层次结构"
CWD["std.fs.cwd()<br/>返回：Dir"]
DIR["Dir类型<br/>(fs/Dir.zig)"]
FILE["File类型<br/>(fs/File.zig)"]
end
subgraph "目录操作"
OPENFILE["openFile(path, flags)<br/>返回：File"]
MAKEDIR["makeDir(path)"]
OPENDIR["openDir(path)<br/>返回：Dir"]
ITERATE["iterate()<br/>返回：Iterator"]
end
subgraph "文件操作"
READ["read(buffer)<br/>返回：读取的字节数"]
READTOEND["readToEndAlloc(allocator, max_size)<br/>返回：[]u8"]
WRITE["write(bytes)<br/>返回：写入的字节数"]
SEEK["seekTo(pos)"]
CLOSE["close()"]
end
CWD --> DIR
DIR --> OPENFILE
DIR --> MAKEDIR
DIR --> OPENDIR
DIR --> ITERATE
OPENFILE --> FILE
OPENDIR --> DIR
FILE --> READ
FILE --> READTOEND
FILE --> WRITE
FILE --> SEEK
FILE --> CLOSE
关键概念：
- 入口点：
std.fs.cwd()返回一个表示当前工作目录的Dir句柄 - Dir类型：提供目录级别的操作，如打开文件、创建子目录和迭代内容
- File类型：表示一个打开的文件，具有读/写操作
- 链式调用：你调用
cwd().openFile()是因为openFile()是Dir类型的一个方法
为什么这个结构对Grep-Lite很重要：
Zig
// 这就是我们为什么这样写：
const file = try std.fs.cwd().openFile(path, .{});
// ^ ^
// | +-- Dir上的方法
// +----------- 返回Dir句柄这个两步过程（cwd() → openFile()）让你控制在哪个目录中打开文件。虽然这个例子使用当前目录，但你同样可以使用：
- 用于绝对路径的
std.fs.openDirAbsolute() - 用于相对于任何目录句柄的文件的
dir.openFile() - 完全跳过
Dir的std.fs.openFileAbsolute()
这种可组合的设计使文件系统代码可测试（使用临时目录）和可移植（相同的API跨平台工作）。
扫描匹配项
一旦我们为每一行拥有一个切片，匹配就成了使用std.mem.indexOf的一行代码。我们重用TempConv模式，为成功输出保留stdout，为诊断信息保留stderr，使该工具对管道友好。
完整的Grep-Lite列表
下面的完整列表突出了辅助函数如何组合在一起。请注意将每个代码块与上面各节联系起来的注释。
Zig
const std = @import("std");
// Chapter 6 – Grep-Lite: stream a file line by line and echo only the matches
// to stdout while errors become clear diagnostics on stderr.
// 第6章 - Grep-Lite：逐行流式读取文件并仅将匹配项输出到stdout
// 同时将错误转换为stderr上的清晰诊断信息。
const CliError = error{MissingArgs};
fn printUsage() void {
std.debug.print("usage: grep-lite <pattern> <path>\n", .{});
}
fn trimNewline(line: []const u8) []const u8 {
if (line.len > 0 and line[line.len - 1] == '\r') {
return line[0 .. line.len - 1];
}
return line;
}
pub fn main() !void {
const allocator = std.heap.page_allocator;
const args = try std.process.argsAlloc(allocator);
defer std.process.argsFree(allocator, args);
if (args.len == 1 or (args.len == 2 and std.mem.eql(u8, args[1], "--help"))) {
printUsage();
return;
}
if (args.len != 3) {
std.debug.print("error: expected a pattern and a path\n", .{});
printUsage();
std.process.exit(1);
}
const pattern = args[1];
const path = args[2];
var file = std.fs.cwd().openFile(path, .{ .mode = .read_only }) catch {
std.debug.print("error: unable to open '{s}'\n", .{path});
std.process.exit(1);
};
defer file.close();
// Buffered stdout using modern Writer API
// 使用现代Writer API的缓冲stdout
var out_buf: [8 * 1024]u8 = undefined;
var file_writer = std.fs.File.writer(std.fs.File.stdout(), &out_buf);
const stdout = &file_writer.interface;
// Section 1.2: load the complete file eagerly while enforcing a guard so
// unexpected multi-megabyte inputs do not exhaust memory.
// 第1.2节：积极加载完整文件，同时强制执行保护以防止
// 意外的多兆字节输入耗尽内存。
const max_bytes = 8 * 1024 * 1024;
const contents = file.readToEndAlloc(allocator, max_bytes) catch |err| switch (err) {
error.FileTooBig => {
std.debug.print("error: file exceeds {} bytes limit\n", .{max_bytes});
std.process.exit(1);
},
else => return err,
};
defer allocator.free(contents);
// Section 2.1: split the buffer on newlines; each slice references the
// original allocation so we incur zero extra copies.
// 第2.1节：在换行符处分割缓冲区；每个切片引用原始分配
// 因此我们不会产生额外的复制开销。
var lines = std.mem.splitScalar(u8, contents, '\n');
var matches: usize = 0;
while (lines.next()) |raw_line| {
const line = trimNewline(raw_line);
// Section 2: reuse `std.mem.indexOf` so we highlight exact matches
// without building temporary slices.
// 第2节：重用`std.mem.indexOf`，这样我们可以在不构建临时切片的情况下
// 高亮显示精确匹配项。
if (std.mem.indexOf(u8, line, pattern) != null) {
matches += 1;
try stdout.print("{s}\n", .{line});
}
}
if (matches == 0) {
std.debug.print("no matches for '{s}' in {s}\n", .{ pattern, path });
}
// Flush buffered stdout and finalize file position
// 冲刷缓冲的stdout并最终确定文件位置
try file_writer.end();
}
运行
Shell
$ zig run grep_lite.zig -- pattern grep_lite.zig输出
Shell
std.debug.print("usage: grep-lite <pattern> <path>\n", .{});
std.debug.print("error: expected a pattern and a path\n", .{});
const pattern = args[1];
if (std.mem.indexOf(u8, line, pattern) != null) {
std.debug.print("no matches for '{s}' in {s}\n", .{ pattern, path });输出显示了包含字面词pattern的每一行源代码。对其他文件运行时，你的匹配列表会有所不同。
优雅地检测缺失的文件
为了使shell脚本可预测，当文件路径无法打开时，该工具会发出单行诊断信息并以非零状态退出。
Shell
$ zig run grep_lite.zig -- foo missing.txt输出
Shell
error: unable to open 'missing.txt'注意与警告
readToEndAlloc很简单，但会加载整个文件；如果需要处理非常大的输入，稍后可以添加流式读取器。- 大小上限可以防止失控的内存分配。一旦你信任你的部署环境，就可以提高它或使其可配置。
- 此示例使用缓冲的stdout写入器进行匹配，并使用
std.debug.print向stderr输出诊断信息；我们在退出时通过写入器的end()进行刷新（参见Io.zig）。
练习
替代方案和边缘情况
- Windows文件通常以
\r\n结尾；修剪回车符可以保持子字符串检查的清晰。 - 空模式当前匹配每一行。如果你倾向于将空字符串视为滥用，请引入一个显式的守卫。
- 要与更大的构建集成，请用
zig build-exe步骤替换zig run，并将二进制文件打包到你的PATH中。