项目背景
Todo应用是日常开发中非常常见的工具，通常用于记录和管理待办事项。通过Todo应用，用户可以方便地记录自己的任务，跟踪任务的完成情况，提高工作和生活效率。在实际开发过程中，Todo应用通常包括任务的增、删、改、查（CRUD）操作，并且常常涉及数据的持久化存储（例如：数据库、文件系统等）。
命令行Todo应用则是通过命令行界面（CLI）进行交互的应用程序，不依赖于图形用户界面（GUI）。这种类型的应用不仅有助于学习如何使用命令行进行交互，还能加深对应用程序内部逻辑的理解。在Rust中实现一个命令行Todo应用，不仅能帮助我们熟悉Rust的基本编程概念（如：结构体、枚举、错误处理、模块化等），还能够通过实践掌握Rust的文件读写、命令行参数处理、以及如何将数据存储到本地文件。
通过构建这个Todo应用，我们将能获得一些关于如何使用Rust构建命令行应用的实际经验，并了解如何设计一个小型应用的架构，从而帮助我们在未来的开发工作中更高效地运用Rust。
项目目标
1. 理解Rust的基础应用
这个项目的一个主要目标是帮助我们深入理解Rust语言的基础应用，具体包括：
- 语法基础：Rust的基本语法（例如：变量声明、控制结构、函数定义等）。
- 模块和结构体：如何将代码组织为不同模块，并定义结构体来表示数据。
- 错误处理：如何处理可能出现的错误（例如：文件操作错误、JSON解析错误等），以及Rust的
Result和Option类型的应用。 - 集合类型：如何使用Rust的集合类型（例如：
Vec，HashMap）来存储和操作数据。
通过实现这个简单的命令行Todo应用，我们能够在实际编程中应用这些基础概念，提升对Rust语言的理解和掌握。
2. 实现命令行交互
通过命令行进行任务管理是命令行应用的核心特性之一。我们将通过Rust中的clap库来实现命令行参数的解析。clap库使得我们能够轻松地定义命令行参数，并根据用户输入执行不同的操作。具体来说，我们的命令行应用将支持以下功能：
- 添加任务：用户通过命令行输入新的任务。
- 列出任务：列出所有当前的任务。
- 标记任务为完成：标记某个任务为完成状态。
- 删除任务：根据任务ID删除某个任务。
clap库将帮助我们设计清晰的命令行接口，使得用户可以方便地通过命令来执行这些功能。
3. 数据持久化
数据持久化是任何应用程序中都非常重要的一部分，尤其是在我们需要在不同的会话中保存用户数据时。我们将使用Rust的文件操作API来实现任务数据的持久化。具体来说：
- 我们将使用
serde和serde_json库将任务数据序列化为JSON格式，以便将其保存到本地文件中。 - 每次启动应用时，我们将加载存储在文件中的任务数据；而每次执行增、删、改操作时，都会将修改后的任务数据写回到文件。
- 这样，用户就可以在不同的启动会话之间保存任务列表，并随时查看和更新任务数据。
4. 增删改查功能
为了实现一个完整的Todo应用，我们将实现四个基本的功能：
- 添加任务：用户通过命令行输入任务的内容，应用会将该任务添加到任务列表中，并保存到本地文件。
- 列出任务：用户可以查看当前所有的任务，包括任务的ID、描述、完成状态等信息。
- 标记任务为完成：用户可以通过任务ID将任务标记为完成，完成的任务会在输出中显示为“Done”状态。
- 删除任务：用户可以通过任务ID删除某个任务，删除后的任务将从任务列表中移除并同步更新到本地文件。
每个功能都将对应一个命令行子命令（例如：add、list、done、delete），用户通过输入相应的命令来操作任务列表。
通过实现这些基本的CRUD功能，我们将能展示Rust在处理命令行交互、文件存储以及数据操作方面的能力，同时也为进一步扩展应用（例如：支持标签、优先级、到期日期等任务属性）打下基础。
项目设置
1. 初始化项目
创建一个新的Rust项目：
cargo new todo_cli
cd todo_cli
2. 添加依赖
为了便于处理命令行参数和文件IO操作，我们将添加以下依赖：
clap：一个用于解析命令行参数的库。serde和serde_json：用于将任务序列化为JSON格式，以便存储在文件中。
在Cargo.toml文件中添加以下内容：
[dependencies]
clap = "3.0"
serde = { version = "1.0", features = ["derive"] }
serde_json = "1.0"
3. 设计Todo结构体
我们将定义一个Todo结构体来表示一个待办任务。每个任务将包含以下字段：
id: 任务的唯一标识符。task: 任务的描述。done: 标识任务是否完成。
在src/main.rs文件中定义Todo结构体：
use serde::{Serialize, Deserialize};
#[derive(Serialize, Deserialize, Debug)]
struct Todo {
id: u32,
task: String,
done: bool,
}
impl Todo {
fn new(id: u32, task: String) -> Todo {
Todo {
id,
task,
done: false,
}
}
}
实现增、删、改、查功能
我们将为命令行应用实现以下功能：
- 添加任务：添加一个新的待办任务。
- 列出任务：查看所有待办任务及其状态。
- 标记任务为完成：将指定任务标记为已完成。
- 删除任务：删除指定的任务。
1. 保存和加载任务
为了持久化存储，我们将使用serde_json将任务序列化到文件中，方便之后的加载。
我们需要实现一个函数来加载任务：
use std::fs::File;
use std::io::{self, Read};
use std::path::Path;
fn load_todos() -> Vec<Todo> {
if !Path::new("todos.json").exists() {
return Vec::new();
}
let mut file = File::open("todos.json").expect("Unable to open file");
let mut contents = String::new();
file.read_to_string(&mut contents).expect("Unable to read file");
serde_json::from_str(&contents).unwrap_or_else(|_| Vec::new())
}
接着，我们需要实现保存任务的函数：
use std::fs::OpenOptions;
use std::io::Write;
fn save_todos(todos: &Vec<Todo>) {
let file = OpenOptions::new()
.write(true)
.create(true)
.truncate(true)
.open("todos.json")
.expect("Unable to open file");
let json = serde_json::to_string(todos).expect("Unable to serialize tasks");
file.write_all(json.as_bytes()).expect("Unable to write data");
}
2. 添加任务
我们可以通过命令行参数添加任务：
use clap::{App, Arg};
fn add_task(todos: &mut Vec<Todo>, task: String) {
let id = todos.len() as u32 + 1; // 简单的ID生成方式
let new_task = Todo::new(id, task);
todos.push(new_task);
save_todos(todos);
}
3. 列出任务
列出所有任务，并显示其完成状态：
fn list_tasks(todos: &Vec<Todo>) {
for todo in todos {
println!("{} - {} [{}]", todo.id, todo.task, if todo.done { "Done" } else { "Not Done" });
}
}
4. 标记任务为完成
根据任务ID，标记任务为完成：
fn mark_done(todos: &mut Vec<Todo>, id: u32) {
if let Some(task) = todos.iter_mut().find(|todo| todo.id == id) {
task.done = true;
save_todos(todos);
} else {
println!("Task not found");
}
}
5. 删除任务
根据任务ID，删除指定任务：
fn delete_task(todos: &mut Vec<Todo>, id: u32) {
if let Some(index) = todos.iter().position(|todo| todo.id == id) {
todos.remove(index);
save_todos(todos);
} else {
println!("Task not found");
}
}
处理命令行参数
接下来，我们使用clap库来解析命令行参数，实现不同的命令。
fn main() {
let matches = App::new("Todo CLI")
.version("1.0")
.author("Your Name <your.email@example.com>")
.about("A simple command-line Todo application written in Rust")
.subcommand(
App::new("add")
.about("Add a new task")
.arg(Arg::new("task").about("The task description").required(true)),
)
.subcommand(App::new("list").about("List all tasks"))
.subcommand(
App::new("done")
.about("Mark a task as done")
.arg(Arg::new("id").about("The task ID").required(true)),
)
.subcommand(
App::new("delete")
.about("Delete a task")
.arg(Arg::new("id").about("The task ID").required(true)),
)
.get_matches();
let mut todos = load_todos();
match matches.subcommand() {
Some(("add", sub_matches)) => {
let task = sub_matches.value_of("task").unwrap().to_string();
add_task(&mut todos, task);
println!("Task added");
}
Some(("list", _)) => {
list_tasks(&todos);
}
Some(("done", sub_matches)) => {
let id = sub_matches.value_of("id").unwrap().parse::<u32>().unwrap();
mark_done(&mut todos, id);
println!("Task marked as done");
}
Some(("delete", sub_matches)) => {
let id = sub_matches.value_of("id").unwrap().parse::<u32>().unwrap();
delete_task(&mut todos, id);
println!("Task deleted");
}
_ => {}
}
}
通过实现这个Rust命令行Todo应用，我们学到了如何在Rust中进行文件IO操作、如何使用命令行参数以及如何管理数据的增删改查操作。以下是该应用的关键点：
- 使用
clap解析命令行参数，执行不同的命令。 - 使用
serde_json将数据序列化为JSON格式，并存储到本地文件。 - 实现了增、删、改、查功能，可以通过命令行交互管理Todo任务。
