01-开始Rust之旅

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1. 下载Rust

        官方推荐使用 rustup 下载 Rust，这是一个管理 Rust 版本和相关工具的命令行工具。下载时需要连接互联网。

        这边提供了离线安装版本。本人学习的机器环境为： ubuntu x86_64，因此选用第②个工具链；

                1. rust-1.75.0-x86_64-pc-windows-gnu.msi

                2. rust-1.75.0-x86_64-unknown-linux-gnu.tar.gz

$ rustc --version

rustc 1.75.0 (82e1608df 2023-12-21)

2. 编写和运行 Rust 程序

        创建一个新的源文件，并将其命名为 main.rs。Rust 文件总是以 .rs 扩展名结尾。如果你在文件名中使用了多个单词，惯例是使用下划线分隔它们。例如，使用 hello_world.rs 而不是 helloworld.rs。

fn main() {
    println!("Hello, Rust!");
}

        保存文件，在 Linux输入以下命令编译并运行文件：

$ rustc main.rs
$ ./main
Hello, Rust!

2.1 Rust 程序剖析

        这几行定义了一个名为 main 的函数。 main 函数很特别：它总是每个可执行 Rust 程序中运行的第一段代码。这里，第一行声明了一个名为 main 的函数，该函数没有参数，也不返回任何内容。如果有参数，则会放在括号 () 中。

        函数体用 {} 封装。Rust 要求在所有函数体周围使用大括号。好的做法是将开头的大括号与函数声明放在同一行，中间空一格。

        main 函数的主体包含以下代码：

    println!("Hello, Rust!");

        这一行完成了这个小程序的所有工作：将文本打印到屏幕上。这里有四个重要细节需要注意：

        首先，Rust 风格是缩进四个空格，而不是制表符。

        其次， println! 调用的是 Rust 宏。如果它调用的是一个函数，就会以 println 的形式输入（去掉 ! ）。使用 ! 意味着你调用的是宏而不是普通函数，而且宏并不总是遵循与函数相同的规则。

        第三，您将看到 "Hello, world!" 字符串。我们将这个字符串作为参数传递给 println! ，然后字符串就会被打印到屏幕上。

        第四，我们用分号 ( ; ) 结束这一行，表示这个表达式结束，下一个表达式准备开始。Rust 代码的大多数行都以分号结束。

2.2 编译和运行是不同的步骤

        在运行 Rust 程序之前，您必须使用 Rust 编译器对其进行编译，方法是输入 rustc 命令并将源文件的名称传给它，就像这样：

rustc main.rs

        如果你有 C 或 C++ 背景，就会发现这与 gcc 或 clang 类似。编译成功后，Rust 会输出一个二进制可执行文件。

g++ -o demo demo.cpp

        接着，运行main可执行程序，在终端即可输出"Hello, Rust"文本。

./main

        对于简单的程序来说，只用 rustc 进行编译就可以了，但随着项目的发展，你会希望管理所有选项，并方便共享代码。接下来，我们将向你介绍 Cargo 工具，它将帮助你编写真实世界的 Rust 程序。

3. Cargo

        Cargo 是 Rust 的构建系统和软件包管理器。大多数 Rustaceans 都使用这个工具来管理他们的 Rust 项目，因为 Cargo 可以为你处理很多任务，例如构建代码、下载代码所依赖的库，以及构建这些库。(我们把代码需要依赖的库称为依赖库）。

        最简单的 Rust 程序，比如我们目前编写的程序，不需要任何依赖库。如果我们用 Cargo 构建了 "Hello, Rust!"项目，它将只使用 Cargo 中负责构建代码的部分。当你编写更复杂的 Rust 程序时，你会添加依赖关系，如果你使用 Cargo 启动一个项目，添加依赖关系就会容易得多。

        请在终端输入以下命令检查 Cargo 是否已安装：

$ cargo --version
cargo 1.75.0 (1d8b05cdd 2023-11-20)

3.1 用Cargo创建项目

        让我们使用 Cargo 创建一个新项目，看看它与最初的 "Hello, Rust!"项目有何不同。回到你的项目目录（或你决定存储代码的地方）。然后，在任何操作系统上运行以下命令：

$ cargo new hello_cargo
$ cd hello_cargo

        第一条命令会创建一个名为 hello_cargo 的新目录和项目。我们将项目命名为 hello_cargo，Cargo 会在同名目录下创建文件。

        进入 hello_cargo 目录并列出文件。你会看到 Cargo 为我们生成了两个文件和一个目录：一个 Cargo.toml 文件和一个包含 main.rs 文件的 src 目录。

        它还初始化了一个新的 Git 仓库和一个 .gitignore 文件。如果在现有的 Git 仓库中运行 cargo new ，则不会生成 Git 文件；您可以使用 cargo new --vcs=git .

        在文本编辑器中打开 Cargo.toml。它应该与下面代码相似。

[package]
name = "hell_cargo"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

# See more keys and their definitions at https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/manifest.html

[dependencies]

        该文件采用 TOML（Tom's Obvious, Minimal Language）格式，是 Cargo 的配置格式。

        第一行 [package] 是一个章节标题，表示下面的语句正在配置一个软件包。当我们向该文件添加更多信息时，我们将添加其他部分。

        接下来的三行设置了 Cargo 编译程序所需的配置信息：名称、版本和要使用的 Rust 版本。

        最后一行， [dependencies] ，是列出项目依赖关系的开头部分。在 Rust 中，代码包被称为 crates。在本项目中，我们不需要任何其他依赖部分。

        现在打开 src/main.rs，看一看：

fn main() {
    println!("Hello, world!");
}

        Cargo 已经为你生成了一个 "Hello, world!"程序，就像我们之前编写的程序一样！到目前为止，我们的项目与 Cargo 生成的项目之间的区别在于：Cargo 将代码放在了 src 目录中，在顶层目录中添加了一个 Cargo.toml 配置文件。

        Cargo 希望你的源文件位于 src 目录中。项目顶层目录只用于存放 README 文件、许可证信息、配置文件以及其他与代码无关的内容。使用 Cargo 可以帮助你组织项目。每样东西都有自己的位置，每样东西都有自己的位置。

        如果你启动了一个不使用 Cargo 的项目，就像我们的 "Hello, world!"项目一样，你可以将它转换成一个使用 Cargo 的项目。将项目代码移至 src 目录，并创建一个合适的 Cargo.toml 文件。

3.2 构建及运行Cargo项目

        现在，让我们看看使用 Cargo 构建并运行 "Hello, world!"程序时会有哪些不同！在 hello_cargo 目录下，输入 cargo build 命令构建项目：

$ cargo build
   Compiling hell_cargo v0.1.0 (/home/username/rustProj/hell_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.14s

        该命令会在 target/debug/hello_cargo 中创建一个可执行文件，而不是在当前目录下。由于默认编译是调试编译，因此 Cargo 会将二进制文件放到名为 debug 的目录中。你可以用这条命令运行可执行文件：

$ ./target/debug/hell_cargo 
Hello, world!

        如果一切顺利， Hello, world! 将打印到终端。首次运行 cargo build 还会导致 Cargo 在顶层创建一个新文件：Cargo.lock。该文件记录了项目中依赖项的确切版本。本项目中没有依赖项，所以文件有点少。你不需要手动修改这个文件，Cargo 会帮你管理它的内容。

        我们刚用 cargo build 构建了一个项目，然后用 ./target/debug/hello_cargo 运行了它，但我们也可以用 cargo run 编译代码，然后在一条命令中运行生成的可执行文件：

cargo run
   Compiling hell_cargo v0.1.0 (/home/username/rustProj/hell_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.14s
     Running `target/debug/hell_cargo`
Hello, world!

        使用 cargo run 比记住运行 cargo build 然后使用二进制文件的整个路径更方便，因此大多数开发人员使用 cargo run 。

        请注意，当我们再次运行 cargo run 时，这次我们没有看到 Cargo 正在编译 hello_cargo 的输出。Cargo 发现文件没有变化，所以没有重建，只是运行了二进制文件。

cargo run
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.00s
     Running `target/debug/hell_cargo`
Hello, world!

        如果你修改了源代码，Cargo 会在运行前重建项目。

        Cargo 还提供了一个名为 cargo check 的命令。该命令可快速检查您的代码，确保其可编译但不会生成可执行文件：

cargo check
    Checking hell_cargo v0.1.0 (/home/username/rustProj/hell_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.02s

        为什么不需要可执行文件？通常， cargo check 要比 cargo build 快得多，因为它跳过了生成可执行文件的步骤。如果你在编写代码的过程中不断检查你的工作，那么使用 cargo check 将加快让你知道你的项目是否仍在编译的过程！因此，许多 Rustaceans 在编写程序时都会定期运行 cargo check ，以确保程序编译成功。然后在准备使用可执行文件时运行 cargo build 。

3.3 发布release版本

        当项目最终准备发布时，可以使用 cargo build --release 对其进行优化编译。该命令将在 target/release 而不是 target/debug 下创建可执行文件。优化会让 Rust 代码运行得更快，但开启优化会延长程序的编译时间。

        这就是为什么有两种不同的配置文件：一种用于开发，当你想快速、频繁地重建程序时；另一种用于编译最终的程序，你将把它交给用户，它不会被反复重建，而且会尽可能快地运行。

        如果要对代码运行时间进行基准测试，请确保运行 cargo build --release ，并使用 target/release 中的可执行文件进行基准测试。

cargo build --release
   Compiling hell_cargo v0.1.0 (/home/username/rustProj/hell_cargo)
    Finished release [optimized] target(s) in 0.14s

4. 将Cargo统一作为项目的编译工具

        对于简单的项目，Cargo 并不能提供比使用 rustc 更多的价值，但当你的程序变得越来越复杂时，它将证明自己的价值。一旦程序增加到多个文件或需要依赖关系，让 Cargo 来协调构建就容易多了。

        尽管 hello_cargo 项目很简单，但它使用了你在 Rust 职业生涯中将会用到的许多真正的工具。事实上，要处理任何现有项目，你都可以使用以下命令使用 Git 查看代码，切换到项目目录并构建：

$ git clone example.org/someproject
$ cd someproject
$ cargo build

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