Rust开发入门

Rust是一种专注于性能、并发和内存安全的系统编程语言。本文旨在为那些对此语言感兴趣的人提供一个初步的入门指南。

Rust的特性

Rust是一种多范式、编译型的系统编程语言，它注重于性能和安全，特别是并发和内存安全¹。Rust采用了许多先进的语言特性，包括类型推导、模式匹配、借用检查和零成本抽象等。

Rust的应用场景

Rust被设计为能够处理大量的并发和高性能的软件，这使得它适合在游戏开发、操作系统开发、浏览器引擎开发以及嵌入式系统等领域发挥巨大的作用。

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Rust安装——环境配置

要开始使用Rust，首先需要在你的计算机上安装它。以下是一些基本的步骤：

1. 安装rustup

rustup是Rust版本管理和工具链安装的命令行应用。你可以从rustup.rs网站下载并安装它。

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

这条命令下载了一个shell脚本，并用shell执行它，该脚本安装Rust编程语言和rustup工具链。

注意如果没有curl先安装curl，ubuntu上使用：

sudo apt update ; apt install curl

具体执行步骤

终端输入：

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

我们敲1按回车，选择默认安装：

上面提示我们说已经安装好了，需要重启shell会话来重新加载环境变量。

2. 验证安装

我们重启shell后，通过运行下面的命令，来检查是否安装成功。

rustc --version

已经安装成功了。

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Rust的卸载

如果是通过rustup安装的Rust，可以使用下面的命令卸载Rust和rustup，它将会卸载rustup以及rustup安装的所有工具链和配置，包括Rust编译器（rustc）、Rust的包管理器（cargo）等：

rustup self uninstall

基本语法

在介绍了如何安装Rust之后，让我们看一下它的基本语法。

变量与数据类型

Rust是静态类型的，这意味着在编译时必须知道所有变量的类型。这是一个声明变量的示例：

let x: i32 = 10;

Rust拥有许多不同的数据类型，包括但不限于整型、浮点型、布尔型、字符型、数组和字符串等。

控制流

Rust支持常见的控制流语句，包括if、else、while、for循环和match模式匹配。

函数

在Rust中，你可以使用fn关键字来定义函数。以下是一个函数的例子：

fn add(x: i32, y: i32) -> i32 {
    x + y
}

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Rust的所有权系统

Rust的所有权系统是一种编译时的内存管理机制，它可以保证内存安全而无需垃圾收集。所有权系统基于三个主要的规则²：

1. Rust中的每一个值都有一个被称为其所有者（owner）的变量。
2. 一次只能有一个所有者。
3. 当所有者离开作用域，这个值将被丢弃。

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错误处理

Rust提供了一套强大的错误处理机制，它区分了可恢复的错误和不可恢复的错误。对于可恢复的错误，我们通常返回Result<T, E>类型；对于不可恢复的错误，我们使用panic!宏来停止程序执行。

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实战：构建一个小项目

最后，让我们通过一个简单的命令行应用来看一下Rust的实际应用。这个应用会从文件中读取数据，并统计各单词出现的次数。

创建新项目

使用cargo创建一个新的二进制项目：

cargo new word_count
cd word_count

编写代码

进入项目：

在src/main.rs文件中，添加以下代码：

use std::collections::HashMap;
use std::fs;

fn main() {
    let contents = fs::read_to_string("test.txt")
        .expect("Something went wrong reading the file");

    let mut map = HashMap::new();
    for word in contents.split_whitespace() {
        let count = map.entry(word).or_insert(0);
        *count += 1;
    }

    println!("{:?}", map);
}

这段代码首先从test.txt文件中读取内容，然后对每个单词进行计数，并将结果存储在HashMap中。

同时在word_count目录下创建test.txt文件，并添加以下内容：

Hello world this is a test file. This file will be read by the Rust program.
Let's count the number of word in this text.

运行项目

安装相关链接器

注意：运行前请确保系统已安装相关链接器：

比如我这因为找不到cc链接器而报错了：

执行：

which cc

发现什么都没有：

解决方法：安装build-essential包，它包含了GCC、G++和其他一些基本的开发工具：

sudo apt update
sudo apt install build-essential

装好后就有cc链接器了：

运行

使用cargo运行你的项目：

cargo run

运行结果：

结果显示了每个单词在文本中的出现次数。（因为没有做细节处理，所以file.也会被当作一个单词）

删除项目

直接删除项目目录即可：

rm xxx -r

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现在，你已经完成了你的第一个Rust项目！

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1. “The Rust Programming Language”, Steve Klabnik and Carol Nichols, No Starch Press, 2019. ↩︎

2. “Programming Rust: Fast, Safe Systems Development”, Jim Blandy and Jason Orendorff, O’Reilly Media, 2016. ↩︎