文件 I/O

开篇故事

文件 I/O 是每个实用程序都需要的功能。Ruby 提供了一套简洁的文件操作 API——File.open、Dir.glob、Pathname、CSV——让你用几行代码就能完成文件的读写、匹配和解析。

本章适合谁

如果你需要读取配置文件、解析 CSV 数据、批量处理文件，本章涵盖了 Ruby 标准库中最常用的文件操作。

你会学到什么

File.write 和 File.read
File.open 的块模式（自动关闭文件）
Pathname — 面向对象的文件路径
Dir.glob — 文件模式匹配
CSV 读写
IO.foreach — 逐行读取

前置要求

数组 — 数据存储基础
字符串操作 — 字符串处理

第一个例子

# 运行: hello basic file-io

require "tempfile"

tmp = Tempfile.new("hello_demo")
content = "第一行\n第二行\n第三行\n"
bytes_written = File.write(tmp.path, content)
puts "写入 #{bytes_written} 字节"

read_content = File.read(tmp.path)
puts "读取内容: #{read_content}"

为什么这很方便：Ruby 的文件 API 非常直观。File.write 一行写完，File.read 一行读完。

File.write 和 File.read

# 写入文件
File.write("output.txt", "Hello, World!\n")

# 读取整个文件
content = File.read("output.txt")
puts content

File.write 返回写入的字节数。File.read 返回完整字符串。

File.open 块模式

# 块形式自动关闭文件，即使块内抛异常
File.open("output.txt", "a") do |f|
  f.puts "追加一行"
  f.puts "又追加一行"
end
# 退出块时自动 f.close

打开模式：

模式	含义
`"r"`	只读（默认）
`"w"`	写入（清空已有内容）
`"a"`	追加（在尾部添加）
`"r+"`	读写

块模式是 Ruby 惯例：File.open 如果传块，块执行完毕后自动关闭文件，即使块内抛异常。

Pathname — 面向对象路径操作

require "pathname"

path = Pathname.new("/usr/local/bin/ruby")

puts "basename: #{path.basename}"    # "ruby"
puts "dirname:  #{path.dirname}"     # "/usr/local/bin"
puts "extname:  #{path.extname}"     # ""（无扩展名）
puts "存在？#{path.exist?}"
puts "可读？#{path.readable?}"
puts "大小: #{path.size} 字节"

Pathname 的 / 运算符合并路径：

project_root = Pathname.new(".")
lib_path = project_root / "lib" / "hello.rb"
# → lib/hello.rb

Dir.glob — 文件模式匹配

# 查找当前目录的所有 .rb 文件
rb_files = Dir.glob("*.rb")

# 递归查找
all_rb = Dir.glob("**/*.rb")

# 匹配多种扩展名
all_docs = Dir.glob("**/*.{rb,md}")

# Pathname 也有 glob
Pathname.glob("docs/src/**/*.md")

glob 模式：

* — 匹配单个目录层级
** — 递归匹配所有层级
{a,b} — 匹配 a 或 b

IO.foreach — 逐行读取

File.write("large.txt", "line1\nline2\nline3\n")

line_count = 0
IO.foreach("large.txt") do |line|
  line_count += 1
  puts "第 #{line_count} 行: #{line.chomp}"
end

IO.foreach 逐行读取，不把所有内容加载到内存。适合大文件。

CSV 读写

require "csv"

csv_content = <<~CSV
  name,age,city
  Alice,30,Shanghai
  Bob,25,Beijing
  Charlie,35,Shenzhen
CSV

File.write("data.csv", csv_content)

# 逐行读取
CSV.foreach("data.csv", headers: true) do |row|
  puts "#{row["name"]} (#{row["age"]}岁), 来自 #{row["city"]}"
end

# 读取全部
all_rows = CSV.read("data.csv", headers: true)
puts "共 #{all_rows.length} 行"

常见错误

错误 1：忘记关闭文件

f = File.open("data.txt")
content = f.read
# 忘记 f.close 导致文件描述符泄漏

修复：用块模式自动关闭。

错误 2：用 File.read 处理大文件

# ❌ 1GB 文件会把 1GB 数据加载到内存
content = File.read("huge_log.txt")

# ✅ 逐行处理（内存友好）
IO.foreach("huge_log.txt") do |line|
  process(line)
end

错误 3：路径拼接用字符串拼接

# ❌ 容易出错
path = "/tmp/" + filename  # 可能变成 "//tmp//file.txt"

# ✅ 用 Pathname 或 File.join
path = Pathname.new("/tmp") / filename
path = File.join("/tmp", filename)

动手练习

练习 1：统计文件行数

# 写一个方法 count_lines(filename)
# 返回文件的行数

参考答案

def count_lines(filename)
  IO.foreach(filename).count
end

练习 2：查找大文件

# 查找当前目录下所有超过 1MB 的文件

参考答案

Dir.glob("**/*").select do |f|
  File.file?(f) && File.size(f) > 1_000_000
end

故障排查 (FAQ)

Q: File.read 和 IO.foreach 的区别？

A: File.read 一次全部读入内存；IO.foreach 逐行读取。小文件用 read，大文件用 foreach。

Q: Pathname 和 File 的区别？

A: File 是模块方法（函数式），Pathname 是面向对象。Pathname 更优雅（支持 / 操作符），File 更直接。两者都用，Pathname 在路径操作中更清晰。

Q: 怎么判断路径是文件还是目录？

A: 用 File.file? 和 File.directory?（或 FileTest 模块）。

小结

核心要点：

File.write/read 最简单：一行搞定
File.open 用块模式：自动关闭文件，安全
Pathname 是 OOP 路径操作：支持 / 运算符
Dir.glob 查找文件：**/*.rb 递归匹配
IO.foreach 处理大文件：逐行读取，内存友好
CSV 是标准库：headers: true 使用行头

术语：

File Handle（文件句柄）：打开文件的引用
Stream（流）：文件内容的序列
Buffer（缓冲区）：内存临时存储区
Descriptor（描述符）：操作系统级别的文件标识

继续学习

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运行 hello basic file-io 查看完整示例代码。

Hello Ruby