12-IO和文件系统

本章简单介绍Elixir的输入、输出机制，文件系统相关的任务，

以及涉及到的模块，如[```IO```](http://elixir-lang.org/docs/stable/elixir/IO.html)，

和[```Path```](http://elixir-lang.org/docs/stable/elixir/Path.html)。

我们曾经在早期的文章中说现在介绍IO似乎有点早。

但是，我们注意到IO系统其实提供了一窥Elixir和虚拟机的设计哲学和精妙的绝佳机会。

```IO```模块提供了Elixir语言中读写标准输入/输出（```:stdio```）、

标准错误（```:stderr```）、文件和其他IO设备的主要机制。

该模块的使用方法颇为直白：

默认情况下，IO模块中的函数从标准输入中读取，向标准输出中写入。

我们可以传递参数，比如```:stderr```，来指示将信息写到标准错误上：

```File```模块包含的函数可以让我们打开文件作为IO设备。

默认情况下文件是以二进制模式打开，

它要求程序员使用特定的```IO.binread/2```和```IO.binwrite/2```函数来读写文件：

文件可以使用```:utf8```编码方式打开，这让```File```模块以UTF-8编码方式解析文件中读取的字节：

除了打开、读写文件的函数，文件模块还提供了许多函数来操作文件系统。

这些函数根据Unix平台上功能相对应的命令来命名。

如```File.rm/1```用来删除文件，```File.mkdir/1```用来创建目录，

```File.mkdir_p/1```创建目录并保证其父目录一并创建。

甚至还有```File.cp_r/2```和```File.rm_rf/1```用来递归地复制或删除整个目录。

你会注意到```File```模块的函数有两种变体，一个普通的和一个名称末尾有```!```(bang)的。

例如在上面的例子里，我们在读取“hello”文件时，用的是不带```!```的版本。

相对地，我们也可以使用```File.read!/1```：

注意看，当文件不存在时，带!号的版本会抛出一个错误。

而不带!号的版本适用于你对不同结果进行模式匹配的情形：

case File.read(file) do

{:ok, body} -> # do something with the `body`

{:error, reason} -> # handle the error caused by `reason`

但有的时候，你就是希望文件在那儿，!号变体更加适用，因为它能报出有意义的错误。

例如，如果这么写：

当遇到文件不存在的情况时，函数返回```{:error, reason}```，然后导致在跟左侧元祖做模式匹配时失败。

失败依然会抛出一个异常，但是该异常的错误信息是描述一次模式匹配失败，而不是文件的什么错误。

从而在一定程度上掩盖了真正的失败原因。

可以这么写：

当然，更推荐的写法：

```File```模块中的绝大多数函数都以各种路径作为参数。

通常，这些路径都是二进制串（binaries）。

```Path```模块提供了操作这些路径的函数：

推荐使用```Path```模块提供的函数而不是直接手动操作代表路径的二进制串。

因为```Path```模块考虑了不同操作系统的区别，使得各种处理是对“操作系统”透明的。

最后，记住在Windows平台上处理文件操作时，Elixir会自动将斜杠（/）转换成反斜杠（\）。

有了上面介绍的模块和函数，我们已经能对文件系统进行基本的操作。

下面将讨论有关IO的一些高级话题。这部分并不是写Elixir程序必须掌握的，可以跳过不看。

但是如果你浏览一下，可以大致了解IO是如何在VM上实现的，以及其它一些有趣的内容。

```IO```模块实际上是和进程（Process）一起协同工作的。

当你调用```IO.write(pid, binary)```时，```IO```模块将发送一条消息给```pid```标示的进程，

附上所期望进行的操作。

如果我们自己用进程来描述这个过程：

{:io_request, #PID<0.41.0>, #Reference<0.0.8.91>, {:put_chars, :unicode, "hello"}}

调用```IO.write/2```之后，可以看到```IO```模块发出的请求（四个元素的元祖）被打印了出来。

不久后，因为我们并未提供```IO```模块期待的某种结果，这个请求失败了。

[```StringIO```模块](http://elixir-lang.org/docs/stable/elixir/StringIO.html)

提供了基于字符串的```IO```设备消息处理功能（将字符串看做IO设备）：

Erlang虚拟机通过利用进程给IO设备建模，使得同一个网络中的不同节点可以通过交换文件进程，

实现跨节点的文件读写。而在所有IO设备之中，有一个特殊的进程，称作*组长（group leader）*。

当你写东西到标准输入输出（```:stdio```），实际上是发送了一条消息给进程组长，

它把内容写给标准输出的文件描述符：

在不同的应用场景下，让哪个进程作为组长是可以配置的。

例如，当在远程终端执行代码时，通过配置组长，可以使得远程节点上打印的消息可以被重定向到发起操作（你）的终端上。

在以上所有例子中，我们都用的是二进制串格式写入文件。

在“二进制串、字符串和字符列表”那章里，我们提到过字符串（string）就是普通的bytes，

而字符列表（char list）就是字符编码（code point，如“Uxxxx”、“049”）的列表。

```IO```模块和```File```模块中的函数还可以接受列表作为参数。

不光如此，它们还接受混合类型的列表，里面内容可以是列表（如```'ab c'```）、

整形（如```49```，```?A``` --- 返回65）和二进制串（如```"ab c"```）：

用哪一种需要看IO设备是怎么编码的。

如果不指明编码，文件就以raw模式打开，

这时候只能用```IO```模块里```bin*```开头（二进制版本）的函数对其进行操作。

这些函数接受```iodata```作为参数。也就是说，它们期待一个整数值的列表，用来表示bytes或二进制串。

On the other hand, :stdio and files opened with :utf8 encoding work with the remaining functions in the IO module. Those functions expect a char_data as an argument, that is, a list of characters or strings.

另一边，使用```:utf8```打开的```:stdio```和文件使用```IO```模块里剩下来其它的函数。

这些函数期待```char_data```作为参数，即一串字符或字符串的列表。

尽管差别比较精妙，但只是当你想要传递列表给那些函数的时候，才用担心一下细节问题。

而二进制串（binaries）表示了底层的bytes字节列表，这种表示已经是raw的了。

Elixir，[ɪ'lɪksər]，意为灵丹妙药、圣水，其logo是一枚紫色水滴：


创始人[José Valim](https://github.com/josevalim)是ruby界的知名人士。

我觉得可以把Elixir看作函数式的ruby语言，或者是语法类似ruby的Erlang。

Elixir受瞩目的主要原因，是因为它较好地结合了Erlang编程语言的各种优点，以及ruby那样简单易懂的语法

（Erlang语法比较晦涩）。

Elixir还是一门初出茅庐的语言：

- 2014年9月1日临晨，1.0.0rc1发布

- 2014年9月7日晚，1.0.0rc2发布

- 2016年6月2日，[v1.3发布](http://elixir-lang.org/blog/2016/06/21/elixir-v1-3-0-released/)

本文主要框架为Elixir官方的入门教程，辅以网上其它Elixir资源的内容，以及花钱:sob:购买的原版书籍（Dave Thomas的《Programming Elixir》，Progmatic）

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