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从零到一构建系统级工具的完整过程：我的第一个Rust项目复盘

news 2026/6/8 14:49:47

从零到一构建系统级工具的完整过程：我的第一个Rust项目复盘

一、为什么选择从零构建：教程项目的局限

跟着教程写Rust项目，编译通过了就觉得"学会了"。但真正从零开始——没有教程的步骤指引，没有现成的项目结构，只有自己定义的需求——才发现差距有多大：不知道怎么组织代码、不知道错误处理该用什么模式、不知道测试该怎么写、不知道CI怎么配。

我决定从零构建一个系统级工具：dust——一个磁盘使用分析工具，类似du但带可视化。这个选择的原因：功能明确、涉及文件系统操作、需要递归遍历、有格式化输出——刚好覆盖Rust系统编程的核心场景。

本文复盘整个构建过程，重点记录踩过的坑和学到的经验。

二、项目规划与设计

2.1 开发阶段规划

graph LR A[需求定义] --> B[MVP实现] B --> C[功能完善] C --> D[错误处理] D --> E[性能优化] E --> F[测试与CI] F --> G[发布]

2.2 需求定义

MVP（最小可行产品）只需要三个功能：

递归扫描目录，计算每个子目录的大小
按大小排序输出
支持深度限制

// 最初的需求定义，直接写在main.rs里 fn main() { let args: Vec<String> = std::env::args().collect(); let path = args.get(1).unwrap_or(&".".to_string()).clone(); let max_depth: usize = args.get(2) .and_then(|s| s.parse().ok()) .unwrap_or(5); let result = scan_directory(&path, max_depth, 0); match result { Ok(entries) => { for entry in entries { println!("{} {}", entry.size, entry.path); } } Err(e) => eprintln!("Error: {}", e), } }

三、MVP实现：先跑起来

3.1 核心数据结构

use std::path::PathBuf; #[derive(Debug)] struct DirEntry { path: PathBuf, size: u64, is_dir: bool, } fn scan_directory( path: &str, max_depth: usize, current_depth: usize, ) -> Result<Vec<DirEntry>, std::io::Error> { let mut entries = Vec::new(); let root = std::path::Path::new(path); if !root.is_dir() { return Err(std::io::Error::new( std::io::ErrorKind::NotADirectory, format!("{} is not a directory", path), )); } scan_recursive(root, max_depth, current_depth, &mut entries)?; Ok(entries) } fn scan_recursive( dir: &std::path::Path, max_depth: usize, depth: usize, results: &mut Vec<DirEntry>, ) -> Result<(), std::io::Error> { if depth > max_depth { return Ok(()); } let mut dir_size: u64 = 0; for entry in std::fs::read_dir(dir)? { let entry = entry?; let metadata = entry.metadata()?; if metadata.is_dir() { let sub_path = entry.path(); scan_recursive(&sub_path, max_depth, depth + 1, results)?; // 子目录大小在递归后累加 if let Some(sub_entry) = results.iter() .find(|e| e.path == sub_path) { dir_size += sub_entry.size; } } else { dir_size += metadata.len(); } } results.push(DirEntry { path: dir.to_path_buf(), size: dir_size, is_dir: true, }); Ok(()) }

3.2 MVP的问题

MVP能跑，但问题很多：

错误处理太粗糙，unwrap到处都是
递归中查找子目录大小效率很低（O(n)查找）
没有权限错误处理（Permission denied直接panic）
输出格式不好看

四、重构：从"能跑"到"好用"

4.1 错误处理重构

use anyhow::{Context, Result}; fn scan_directory(path: &str, max_depth: usize) -> Result<Vec<DirEntry>> { let root = std::path::Path::new(path); anyhow::ensure!(root.is_dir(), "{} is not a directory", path); let mut entries = Vec::new(); scan_recursive(root, max_depth, 0, &mut entries)?; Ok(entries) } fn scan_recursive( dir: &std::path::Path, max_depth: usize, depth: usize, results: &mut Vec<DirEntry>, ) -> Result<()> { if depth > max_depth { return Ok(()); } let mut dir_size: u64 = 0; for entry in std::fs::read_dir(dir) .with_context(|| format!("Cannot read dir: {}", dir.display()))? { let entry = match entry { Ok(e) => e, Err(e) => { // 权限错误不中断，跳过并记录 eprintln!("Warning: {}", e); continue; } }; let metadata = match entry.metadata() { Ok(m) => m, Err(e) => { eprintln!("Warning: {} - {}", entry.path().display(), e); continue; } }; if metadata.is_dir() { let sub_path = entry.path(); scan_recursive(&sub_path, max_depth, depth + 1, results)?; } else { dir_size += metadata.len(); } } results.push(DirEntry { path: dir.to_path_buf(), size: dir_size, is_dir: true, }); Ok(()) }

4.2 用HashMap替代线性查找

use std::collections::HashMap; fn scan_with_sizes( dir: &std::path::Path, max_depth: usize, ) -> Result<HashMap<PathBuf, u64>> { let mut sizes = HashMap::new(); scan_recursive_v2(dir, max_depth, 0, &mut sizes)?; Ok(sizes) } fn scan_recursive_v2( dir: &std::path::Path, max_depth: usize, depth: usize, sizes: &mut HashMap<PathBuf, u64>, ) -> Result<u64> { if depth > max_depth { return Ok(0); } let mut dir_size: u64 = 0; for entry in std::fs::read_dir(dir) .with_context(|| format!("Cannot read: {}", dir.display()))? { let entry = match entry { Ok(e) => e, Err(_) => continue, }; let metadata = match entry.metadata() { Ok(m) => m, Err(_) => continue, }; if metadata.is_dir() { let sub_size = scan_recursive_v2( &entry.path(), max_depth, depth + 1, sizes )?; dir_size += sub_size; } else { dir_size += metadata.len(); } } sizes.insert(dir.to_path_buf(), dir_size); Ok(dir_size) }

4.3 可视化输出

fn display_tree( sizes: &HashMap<PathBuf, u64>, root: &std::path::Path, max_depth: usize, ) { let root_size = sizes.get(root).copied().unwrap_or(0); let bar_width = 40; // 按大小排序 let mut entries: Vec<_> = sizes.iter().collect(); entries.sort_by(|a, b| b.1.cmp(a.1)); for (path, &size) in &entries { if !path.starts_with(root) { continue; } let relative = path.strip_prefix(root).unwrap_or(path); let ratio = if root_size > 0 { size as f64 / root_size as f64 } else { 0.0 }; let filled = (ratio * bar_width as f64) as usize; let bar: String = "█".repeat(filled) + &"░".repeat(bar_width - filled); println!("{:>10} │{}│ {}", format_size(size), bar, relative.display() ); } }