Rust 学了忘，忘了学，干脆跟着大佬推荐写一个小应用，比较懒，直接沿用原项目的名字了。
原项目地址：jrdngr.github.io/pngme_book/
要做什么
开发一个命令行程序，它能在 PNG 文件中隐藏秘密信息。这个小应用将有四个命令：
- 将信息编码到 PNG 文件中
- 解码存储在 PNG 文件中的信息
- 从 PNG 文件中移除信息
- 打印出可搜索信息的 PNG 数据块列表
关于PNG
我们看过很多 png 格式的图片，那么 png 文件是由什么组成的呢？
PNG 文件基本结构
PNG 文件的前 8 个字节是固定值，即 137 80 78 71 13 10 26 10 ，该签名表明文件剩余部分包含一个 PNG 图像，图像由一系列数据块组成，以 IHDR 块开头，以 IEND 块结尾。
数据块布局
- 长度（Length）：4 字节无符号整数，记录数据块数据字段的字节数，不包含自身、数据块类型代码和 CRC 的长度，长度取值范围不能超过字节。
- 数据块类型（Chunk Type）：4 字节代码，由大小写 ASCII 字母组成，但编码器和解码器将其视为固定二进制值。
- 数据块数据（Chunk Data）：依据数据块类型而定，长度可为 0。
- CRC（Cyclic Redundancy Check）：4 字节，对数据块中除长度字段外的其他字节（包含数据块类型代码和数据字段）进行计算，即便数据块无数据也存在。
- 数据块数据长度可变，数据块顺序受类型限制（如 IHDR 必须首位，IEND 必须末尾），同一类型数据块在特定条件下可重复出现。
数据块命名约定
数据块类型代码的每个字节第 5 位（值为 32）用于传达属性。
- 辅助位（Ancillary bit）：首字节第 5 位，0（大写字母）代表关键数据块，1（小写字母）代表辅助数据块，解码器对未知数据块处理方式不同。
- 私有位（Private bit）：第二个字节第 5 位，0（大写字母）表示公共数据块，1（小写字母）表示私有数据块，解码器无需测试该位。
- 保留位（Reserved bit）：第三个字节第 5 位，当前版本必须为 0（大写字母），未来可能用于扩展。
- 安全复制位（Safe-to-copy bit）：第四个字节第 5 位，0（大写字母）表示不安全复制，1（小写字母）表示安全复制，主要用于 PNG 编辑器处理未识别数据块。
实现数据块类型
返回数据块类型的字节表示，检查整个数据块类型的有效性，以及检查 4 个字节中每个字节大小写的特殊含义。
// 引入标准库中用于尝试转换的模块
use std::convert::TryFrom;
// 引入标准库中用于从字符串解析类型的模块
use std::str::FromStr;
// 引入 fmt 模块，用于实现格式化输出相关的特质
use std::fmt;
use anyhow::{Result, Error};
// 定义一个结构，该结构将派生以下特质：
// - Debug: 允许结构用 {:?} 格式符进行调试输出
// - Clone: 允许结构通过 .clone() 方法复制自身
// - Copy: 允许结构实例在赋值时不进行深拷贝，即可以被多处使用而不需要克隆
// - PartialEq: 允许结构的实例可以相互比较是否相等
// - Eq: 表示 PartialEq 比较是自反的，即任何实例与其自身相等
#[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
pub struct ChunkType([u8; 4]);
impl ChunkType {
// 返回 ChunkType 内部的 4 个字节数组
pub fn bytes(&self) -> [u8; 4] {
self.0
}
// 检查当前 ChunkType 是否有效
// 有效性包括：保留位有效且所有字节为 ASCII 字母
pub fn is_valid(&self) -> bool {
self.is_reserved_bit_valid() && self.0.iter().all(|&b| b.is_ascii_alphabetic())
}
// 检查当前 ChunkType 是否为关键类型
// 关键类型是指其 4 个字节中第一个字节为 ASCII 大写字母
pub fn is_critical(&self) -> bool {
self.0[0].is_ascii_uppercase()
}
// 检查当前 ChunkType 是否为公共类型
// 公共类型是指其 4 个字节中第一个字节为 ASCII 大写字母
pub fn is_public(&self) -> bool {
self.0[0].is_ascii_uppercase()
}
// 检查当前 ChunkType 的保留位是否有效
// 有效性规则：第三个字节的第6位必须为0
pub fn is_reserved_bit_valid(&self) -> bool {
(self.0[2] & 0x20) == 0
}
// 检查当前 ChunkType 是否可以安全复制
// 安全复制是指其 4 个字节中第四个字节为 ASCII 小写字母
pub fn is_safe_to_copy(&self) -> bool {
self.0[3].is_ascii_lowercase()
}
}
// 允许从长度为 4 的 u8 数组创建 ChunkType 实例，若数组元素不是 ASCII 字母则返回错误。
impl TryFrom<[u8; 4]> for ChunkType {
type Error = Error;
// 尝试从 [u8; 4] 类型转换为 ChunkType
// 如果 value 中的所有字节都是 ASCII 字母，则创建并返回 ChunkType 实例
// 否则返回错误信息
fn try_from(value: [u8; 4]) -> Result<Self, Self::Error> {
if value.iter().all(|&b| b.is_ascii_alphabetic()) {
Ok(ChunkType(value))
} else {
Err(anyhow::anyhow!("Invalid chunk type: must consist of only ASCII alphabetic characters"))
}
}
}
// 允许从字符串创建 ChunkType 实例，要求字符串长度为 4 且全是 ASCII 字母
impl FromStr for ChunkType {
type Err = Error;
fn from_str(s: &str) -> Result<Self, Self::Err> {
if s.len() != 4 {
return Err(anyhow::anyhow!("Invalid chunk type: must be exactly 4 characters long"));
}
let bytes: [u8; 4] = match s.as_bytes().try_into() {
Ok(bytes) => bytes,
Err(_) => return Err(anyhow::anyhow!("Invalid chunk type: conversion to bytes failed")),
};
if bytes.iter().all(|&b| b.is_ascii_alphabetic()) {
Ok(ChunkType(bytes))
} else {
Err(anyhow::anyhow!("Invalid chunk type: must consist of only ASCII alphabetic characters"))
}
}
}
// 格式化输出，将 ChunkType 实例转换为字符串表示
impl fmt::Display for ChunkType {
fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
let s = String::from_utf8_lossy(&self.0);
write!(f, "{}", s)
}
}
