Rust 和C++工业机器人实践

发布于:2025-06-30 ⋅ 阅读:(13) ⋅ 点赞:(0)

Rust 调用Cursor案例

Cursor 的这些功能可以显著提升开发效率,减少重复劳动,适合个人开发者和团队协作使用。

读取文件内容并处理

使用Cursor读取文件内容并逐行处理:

use std::io::{Cursor, BufRead};

let data = "Line 1\nLine 2\nLine 3".as_bytes();
let cursor = Cursor::new(data);
for line in cursor.lines() {
    println!("{}", line.unwrap());
}

写入数据到内存缓冲区

通过Cursor将数据写入内存缓冲区:

use std::io::{Cursor, Write};

let mut buffer = Cursor::new(Vec::new());
buffer.write_all(b"Hello, world!").unwrap();
println!("{:?}", buffer.into_inner());

读取二进制数据

解析二进制数据中的整数:

use std::io::{Cursor, Read};

let data = [0x01, 0x00, 0x00, 0x00]; // Little-endian u32: 1
let mut cursor = Cursor::new(data);
let mut num = 0u32;
cursor.read_exact(&mut num.to_ne_bytes()).unwrap();
println!("{}", num);

模拟文件操作

Cursor模拟文件读写操作:

use std::io::{Cursor, Seek, SeekFrom, Write};

let mut cursor = Cursor::new(Vec::new());
cursor.write_all(b"Hello").unwrap();
cursor.seek(SeekFrom::Start(0)).unwrap();
let mut buf = [0; 5];
cursor.read_exact(&mut buf).unwrap();
assert_eq!(buf, *b"Hello");

处理网络协议数据

解析固定长度的协议头:

use std::io::{Cursor, Read};

let packet = [0xAA, 0xBB, 0x01, 0x02]; // 假设为协议头
let mut cursor = Cursor::new(packet);
let mut header = [0; 2];
cursor.read_exact(&mut header).unwrap();
println!("Header: {:?}", header);

实现自定义序列化

结合serde进行内存序列化:

use std::io::Cursor;
use serde::{Serialize, Deserialize};
use bincode;

#[derive(Serialize, Deserialize, Debug)]
struct Point { x: i32, y: i32 }

let point = Point { x: 1, y: 2 };
let mut buffer = Cursor::new(Vec::new());
bincode::serialize_into(&mut buffer, &point).unwrap();
buffer.set_position(0);
let decoded: Point = bincode::deserialize_from(&mut buffer).unwrap();
println!("{:?}", decoded);

测试IO错误处理

模拟IO错误场景:

use std::io::{Cursor, ErrorKind, Read};

let data = [0; 5];
let mut cursor = Cursor::new(data);
let mut buf = [0; 10];
let err = cursor.read_exact(&mut buf).unwrap_err();
assert_eq!(err.kind(), ErrorKind::UnexpectedEof);

分块读取数据

分批次读取大文件内容:

use std::io::{Cursor, Read};

let data = vec![0; 1024]; // 模拟1KB数据
let mut cursor = Cursor::new(data);
let mut chunk = [0; 128];
while cursor.read(&mut chunk).unwrap() > 0 {
    println!("Read {} bytes", chunk.len());
}

与压缩库结合

解压内存中的Zlib数据:

use std::io::{Cursor, Read};
use flate2::read::ZlibDecoder;

let compressed = vec![0x78, 0x9C, 0x03, 0x00]; // 示例Zlib数据
let cursor = Cursor::new(compressed);
let mut decoder = ZlibDecoder::new(cursor);
let mut output = String::new();
decoder.read_to_string(&mut output).unwrap();

构建HTTP响应测试

模拟HTTP响应解析:

use std::io::{Cursor, BufRead};

let response = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Length: 5\r\n\r\nHello";
let mut cursor = Cursor::new(response);
let mut status_line = String::new();
cursor.read_line(&mut status_line).unwrap();
assert!(status_line.contains("200 OK"));

C++ Cursor实践案例

文件操作

使用C++的fstream库实现文件读写操作,创建、写入和读取文本文件。

#include <fstream>
#include <iostream>

int main() {
    std::ofstream outFile("example.txt");
    outFile << "Hello, C++ File Handling!";
    outFile.close();

    std::ifstream inFile("example.txt");
    std::string line;
    while (getline(inFile, line)) {
        std::cout << line << std::endl;
    }
    inFile.close();
    return 0;
}

数据结构链表

实现单向链表的基本操作,包括插入、删除和遍历。

#include <iostream>

struct Node {
    int data;
    Node* next;
};

void insert(Node*& head, int value) {
    Node* newNode = new Node{value, nullptr};
    if (!head) {
        head = newNode;
    } else {
        Node* temp = head;
        while (temp->next) {
            temp = temp->next;
        }
        temp->next = newNode;
    }
}

void printList(Node* head) {
    while (head) {
        std::cout << head->data << " ";
        head = head->next;
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    Node* head = nullptr;
    insert(head, 10);
    insert(head, 20);
    insert(head, 30);
    printList(head);
    return 0;
}

多线程编程

使用<thread>库创建并运行多个线程。

#include <iostream>
#include <thread>

void threadFunction(int id) {
    std::cout << "Thread " << id << " is running\n";
}

int main() {
    std::thread t1(threadFunction, 1);
    std::thread t2(threadFunction, 2);
    t1.join();
    t2.join();
    std::cout << "All threads completed\n";
    return 0;
}

智能指针

演示unique_ptrshared_ptr的使用场景。

#include <memory>
#include <iostream>

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "Constructor\n"; }
    ~MyClass() { std::cout << "Destructor\n"; }
    void method() { std::cout << "Method called\n"; }
};

int main() {
    std::unique_ptr<MyClass> ptr1 = std::make_unique<MyClass>();
    ptr1->method();

    std::shared_ptr<MyClass> ptr2 = std::make_shared<MyClass>();
    std::shared_ptr<MyClass> ptr3 = ptr2;
    ptr2->method();
    ptr3->method();
    return 0;
}

STL算法

使用<algorithm>中的排序和查找功能。

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 3, 1, 4, 2};
    std::sort(vec.begin(), vec.end());
    
    auto it = std::find(vec.begin(), vec.end(), 3);
    if (it != vec.end()) {
        std::cout << "Found at position: " << it - vec.begin() << std::endl;
    }
    
    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

Lambda表达式

展示Lambda在STL算法和异步编程中的应用。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), [](int n) {
        std::cout << n * n << " ";
    });

    auto sum = [](int a, int b) { return a + b; };
    std::cout << "\nSum: " << sum(10, 20) << std::endl;
    return 0;
}

异常处理

实现基本的try-catch异常处理机制。

#include <iostream>
#include <stdexcept>

double divide(double a, double b) {
    if (b == 0) {
        throw std::runtime_error("Division by zero");
    }
    return a / b;
}

int main() {
    try {
        std::cout << divide(10, 2) << std::endl;
        std::cout << divide(10, 0) << std::endl;
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }
    return 0;
}

模板函数

创建通用函数处理不同类型数据。

#include <iostream>
#include <string>

template <typename T>
T max(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

int main() {
    std::cout << max(10, 20) << std::endl;
    std::cout << max(3.14, 2.71) << std::endl;
    std::cout << max(std::string("apple"), std::string("banana")) << std::endl;
    return 0;
}

类与对象

定义类并实现封装、继承和多态。

#include <iostream>

class Shape {
public:
    virtual void draw() = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing Circle\n";
    }
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing Rectangle\n";
    }
};

int main() {
    Shape* shapes[] = {new Circle(), new Rectangle()};
    for (Shape* shape : shapes) {
        shape->draw();
    }
    return 0;
}

网络编程

使用BSD套接字实现简单客户端-服务器通信。

// Server端代码
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>

int main() {
    int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    sockaddr_in address = {AF_INET, htons(8080), INADDR_ANY};
    bind(server_fd, (sockaddr*)&address, sizeof(address));
    listen(server_fd, 3);

    sockaddr_in client_addr;
    socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
    int client_fd = accept(server_fd, (sockaddr*)&client_addr, &client_len);
    
    char buffer[1024] = {0};
    read(client_fd, buffer, 1024);
    std::cout << "Message: " << buffer << std::endl;
    
    close(client_fd);
    close(server_fd);
    return 0;
}

以下是一些实用的C++与Python代码实例案例,涵盖常见场景和功能实现:

基础数据结构与算法

C++ 实现快速排序

#include <vector>
using namespace std;

void quickSort(vector<int>& arr, int left, int right) {
    if (left >= right) return;
    int pivot = arr[left];
    int i = left, j = right;
    while (i < j) {
        while (i < j && arr[j] >= pivot) j--;
        arr[i] = arr[j];
        while (i < j && arr[i] <= pivot) i++;
        arr[j] = arr[i];
    }
    arr[i] = pivot;
    quickSort(arr, left, i - 1);
    quickSort(arr, i + 1, right);
}

Python 实现快速排序

def quick_sort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    pivot = arr[0]
    left = [x for x in arr[1:] if x <= pivot]
    right = [x for x in arr[1:] if x > pivot]
    return quick_sort(left) + [pivot] + quick_sort(right)

文件操作

C++ 读写文本文件

#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;

void writeFile(const string& filename, const string& content) {
    ofstream outfile(filename);
    outfile << content;
    outfile.close();
}

string readFile(const string& filename) {
    ifstream infile(filename);
    string content((istreambuf_iterator<char>(infile)), istreambuf_iterator<char>());
    infile.close();
    return content;
}

Python 读写文本文件

def write_file(filename, content):
    with open(filename, 'w') as f:
        f.write(content)

def read_file(filename):
    with open(filename, 'r') as f:
        return f.read()

面向对象编程

C++ 类与继承

class Animal {
public:
    virtual string sound() = 0;
};

class Dog : public Animal {
public:
    string sound() override { return "Woof!"; }
};

Python 类与继承

class Animal:
    def sound(self):
        raise NotImplementedError

class Dog(Animal):
    def sound(self):
        return "Woof!"

网络请求(Python示例)

import requests

response = requests.get("https://api.example.com/data")
if response.status_code == 200:
    print(response.json())

多线程编程

C++ 线程示例

#include <thread>
#include <iostream>
using namespace std;

void task() {
    cout << "Thread running" << endl;
}

int main() {
    thread t(task);
    t.join();
    return 0;
}

Python 线程示例

import threading

def task():
    print("Thread running")

t = threading.Thread(target=task)
t.start()
t.join()

以上案例展示了两种语言在相同场景下的不同实现方式,可根据需求选择或对比学习。

基于Rust的AI代码编辑器案例

以下是10个基于AI的智能代码编辑器案例或相关技术项目,结合Rust语言的应用或潜力。

  1. Cursor

    一款AI驱动的代码编辑器,支持Rust语言智能补全和错误检测。虽然核心用TypeScript编写,但部分后端服务可能用Rust实现高性能组件。
  2. Tabnine(Rust集成)

    Tabnine的本地模型推理引擎使用Rust优化性能。支持Rust代码的AI补全,尤其在处理大型代码库时效率显著。
  3. Grit(Rust代码迁移工具)

    结合AI的代码迁移工具,用于自动化重构Rust项目。通过分析模式识别代码重复并提供优化建议。

将 Protocol Buffers (pb) 代码迁移到 Rust 通常涉及使用 prostprotobuf 库进行代码生成和序列化。以下是具体步骤和案例:

安装必要工具

确保已安装 protoc(Protocol Buffers 编译器)和 Rust 工具链。安装 prost 相关依赖:

cargo add prost prost-types
cargo add tonic --features=prost
定义 .proto 文件

示例 example.proto 文件:

syntax = "proto3";
message Person {
    string name = 1;
    int32 id = 2;
    repeated string emails = 3;
}

生成 Rust 代码

创建 build.rs 文件,配置代码生成:

fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    prost_build::compile_protos(&["src/example.proto"], &["src/"])?;
    Ok(())
}

Cargo.toml 中添加构建依赖:

[build-dependencies]
prost-build = "0.11"

使用生成的代码

生成的 Rust 结构体位于 src/example.rs(需手动引入)。示例使用:

mod example {
    include!(concat!(env!("OUT_DIR"), "/example.rs"));
}

use example::Person;

fn main() {
    let mut person = Person {
        name: "Alice".to_string(),
        id: 123,
        emails: vec!["alice@example.com".to_string()],
    };

    // 序列化为字节
    let bytes = prost::Message::encode_to_vec(&person).unwrap();
    
    // 反序列化
    let decoded_person = Person::decode(&bytes[..]).unwrap();
    println!("Decoded: {:?}", decoded_person);
}

使用 Tonic 进行 gRPC 集成


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