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rust语言初识

news 来源：原创 2024/7/7 16:26:47

程序设计实践课上水一篇ing

来源：rust基础入门-1.初识rust-酷程网 (kucoding.com)

rust作为一名新兴语言，与go又有些许不同，因为它的目标是对标系统级开发，也就是C、C++这两位在编程界的位置。比如我们最常用的windows系统，就是用C/C++语言开发的，也正因如此，我们才能用C++在VS中非常方便的调用win API函数。

涉及到底层，需要控制的细节就会越多，rust试图通过简便语法、便利包管理、安全可靠等良好特性脱颖而出。

目前rust语言最大的缺点是生态还不够完善。

比如当你想要用rust写GUI程序，就很麻烦，因为官方目前还没有推出GUI库，但这并非是无法解决的，rust同样意识到了这个问题，所以它提供了简便的方式让你可以直接在代码中调用C语言开发的库。

这意味着只要是用C语言开发的库，你就能用rust语言调用它进行开发。

比如你可以使用rust绑定C开发的FLTK、GTK等GUI库就可以进行开发GUI程序了，当然也有正在发展的库，比如egui、iced、tauri等等。个人目前最推荐的是Tauri，前提需要会web前端：初识Tauri。

而rust带来的代码安全、便捷的开发又是C语言所无法比拟的，随着Rust生态的不断完善，会取代很大一部分C/C++的份额，不过想要彻底将C/C++取代段时间来看还是有点不现实的，比如windows、linux、mac三大操作系统以及各种C/C++开源库的代码量巨大。

先学C/C++语言，再来学rust：初识C++。

Rust简介

Rust语言在2006年作为 Mozilla 员工 Graydon Hoare 的私人项目出现，而 Mozilla 于 2009 年开始赞助这个项目。第一个有版本号的 Rust 编译器于2012 年 1 月发布。Rust 1.0 是第一个稳定版本，于 2015年5月15日发布。

主要有以下几点：

内存安全：

Rust 中的所有内存访问都经过了编译器的严格检查，并且在运行时不会出现空指针异常或数据竞争等问题。这意味着 Rust代码具有更高的可靠性和安全性，可以避免常见的安全漏洞。而C语言则时常需要担心指针、内存问题，尤其是在大型项目中，非常容易因此出现各种各样的Bug。

高效性能：

Rust具有与 C 和 C++ 相当的性能，并采用了现代语言的特性和设计理念，如智能指针、闭包和模式匹配等。这使得 Rust很适合编写高性能、低延迟的系统级应用程序和库。

并发性：

Rust的所有权系统和借用规则使其易于编写线程安全的代码，即使在多线程环境下也可以保持高效率和可靠性。C/C++中则完全需要自己进行控制。

社区支持：

Rust拥有活跃的社区，在crates上提供了许多开源库、工具和框架，可以大幅度提升开发效率。

C/C++虽然学习的人很多，但却几乎没有官方的、活跃的社区可以供大家交流，都是在各搞各的。

统一包管理

C/C++中，最让人诟病的便是包管理了，想要用一个包，还需要自己下载、安装、配置等等。

而Rust则直接提供了一个统一的包管理程序，只需要写一行代码，就能自动为你下载配置好你所需要的一切，并且还提供对应的文档，使用起来非常方便！

综上，能看出Rust的优势。

Python有一个统一的包管理程序pip，可以很方便的下载各种第三方包，而不需要像C++那样自己配置。而一旦学会了Rust，即使是作为较为底层的开发人员，我们同样也能享受到这种便利了。

这是学习C/C++所无法想象的，虽然目前有一个vcpkg包管理库很不错，但这毕竟不是标准委员会推出的，而是微软带头组织的一个开源项目，如果不会科学上网，中国几乎也无法使用。

也无法使用。

安装Rust编译器

与C/C++一样，Rust也是一门编译型语言，也就是说，Rust的代码必须要先编译成为二进制程序之后才能运行。比如window系统中我们最常看到的.exe二进制可执行程序。

而python则是解释性语言，无需编译，只要有python的解释器，就能一行一行的解释代码然后执行，这同样也是影响python速度的一大原因。

一般在浏览器中直接搜索Rust，出现的第一个就是Rust的官网了，不过我这里也还是放一下它的官网地址，可以直接点击查看：Rust

然后点击“马上开始”：

之后就是下载Rust的安装器，由于目前一般都是64位的电脑，所以选择第二个即可：

下载后，点击运行这个程序，等待其安装完毕。

由于我原本就安装了VS2022，所以它并没有提示我安装任何东西，如果你没有安装VS，则可能要你安装上方提示的Microsoft C++生成工具，确认安装即可。

安装完成后，进入控制台运行命令：cargo --version

能打印出版本则说明安装成功了，不会进入控制台的可以参考文章：程序员必懂的常识

第一次使用你可能就会觉得有些疑惑，明明安装的是Rust，这里怎么是Cargo命令呢？

这一点可以看官网说明：

简单来说就是Cargo是Rust语言的包管理软件，后面我们开发Rust时，使用的也基本都是这个命令。

第一个Rust程序

基础语法：http://t.csdnimg.cn/9ronF

我们可以通过命令cargo new projectName来创建一个Rust项目。

比如运行cargo new hello-world：

然后它就会为我们在当前目录中生成一个项目文件夹：

这里简单对其介绍一下：

.git：这是一个隐藏文件夹，用于git软件实现版本管理，学习rust期间一般用不着，不用管。
src：这是存放代码的地方，以后我们写的rust代码就放在这个文件夹里面。
.gitignore：这同样是git使用的，用于忽略哪些类型文件，不进行版本管理，一般同样不用管
Cargo.toml :这个文件就很重要了，cargo作为rust的包管理程序，就是通过这个文件知道你这个项目中需要哪些依赖库的

注意：git并不是rust的一部分，而是一个所有语言通用的版本控制工具，比如知名的github，便是用的git进行版本管理，不会的可以参考git详解。

用记事本打开Cargo.toml，就能看到下面这样的内容：

对于你想要用到的库，直接写在[dependencies]项的下面即可，后面我会再对其进行详细介绍。

然后来到src这个存放rust代码的目录里面：

这里面默认有一个main.rs文件，其中后缀.rs便是rust的简写，这个文件是rust项目中不可或缺的，因为它将作为整个项目的入口文件。

注意：不可更改这个文件的名称！否则后面的编译将会直接失败！

同样的，我们仍然可以用记事本打开它：

这里写的是一个函数：

fn：rust中的关键字，即为function的简写，代表后面跟着的是一个函数。
main: 这个函数的名称，这里不可更改！因为这是程序的入口函数，程序将从这个函数开始顺序执行内部的代码。
()：与前面的函数名、fn关键字、后面紧跟的{}组成一个完整的函数签名，最简单的函数就是：fn name(){}
{}：函数体，即这个函数要执行的代码，比如这里填写的是println!("Hello, world!");,就是说要打印出 “hello world”这个字符串。

println!是一个rust中的宏，用于简化我们输出一个字符串到控制台的步骤。

如果你学过C/C++、python、java等等其它语言，前期学习过程中可以直接把它当作一个print函数即可，只是要注意它的后面先有一个!、然后才是()。

这里同样注意，每一个语句的结尾用的;，不用则会报错。

现在回到控制台，进入这个文件夹，然后来运行这段代码试一试，运行代码的命令为cargo run：

然后就可以看到它成功运行并打印出了Hello World!字符串。

rust一上来就给我们生成了这么多文件，发现rust这样做的好处，在后面开发项目时。

前面我们说了，rust是一个编译型的语言，所以会编译成二进制后次才能运行，我们可以在下面的目录中找到这个生成的exe程序：

不过直接点击它运行是不行的，因为前面的代码中我们只写了一个打印字符串的代码，打印完程序就结束了，所以你只能看到一个黑影闪过，后面我们会想办法解决这个问题。

上面提到的这个cargo run命令即为编译并运行当前项目的意思

可如果我只想编译，不运行

使用命令cargo build，其默认构建的是Debug版本，即可调试版本

直观的来说就是生成的exe程序会稍微比较大。

也可以构建Release版本，使用命令：cargo build --release

这个命令生成的可执行文件会较小：

如果你还是觉得它比较大，那么我们还可以使用一些工具来进一步压缩它，可以让它只有几十kb

IDE环境

从上面我们可以看到，即使是只用记事本，也是可以开发的，但那实在是太麻烦了，所以我们需要一个IDE环境，就像VS那样，有代码提示，可以极大提高我们的开发效率。

个人推荐VSCode这款编辑器，它也是目前最受欢迎的一个编辑器。

可以通过以下链接进行前往官网下载：vs code

可以选择自己合适的版本下载安装即可，上图箭头指示的是我安装的版本：x64 系统安装

但其实各个版本区别不大。

注意：下载安装完成后，可能需要重启一下电脑才能继续进行下面的步骤。

在控制台中进入这个文件夹，然后输入：code .

这个code命令是vs code提供的命令，用于让VSCode这个软件打开一个文件夹。

而后面紧跟的 .，指代的就是当前目录，意思就是用VScode打开当前目录，目录相关介绍可以参考文章：路径详解

然后你就能看到这个rust项目项目文件夹在VSCode中被打开了：

但VScode只是一个编辑器，所以我们还需要安装rust插件，来打造这个编辑器成为一个IDE，方法也很简单。

点击左边的插件选项，然后在上面输入rust进行搜索，然后安装rust-analyzer即可：

这样就完成了rust的开发环境的配置，现在当你输出前几个字符时，就会自动弹出代码提示：

这时，你只需要按Enter键就可以自动帮你填充代码。

并且运行代码的方式也变简单了，只需要点击main函数上面的按钮，就可以直接运行：

同时你也可以直接点击Debug进入调试状态：

不会调试的可以参考文章：调试。

初识包管理

配置好IDE后，我们再来试一下rust官网提供的一个示例，来看看rust的包管理有多好用。

比如我们想要在终端打印出下面这个图案：

这里就用到了ferris-says这个库，首先来到前面提到的Cargo.toml文件，然后在[dependencies]项添加一下这个库：

后面的数字是这个库的版本号，Ctrl+S保存后，vscode就会自动给我们拉取这个库包到本地。

你可能也注意到了不知道什么时候，项目文件夹中多了一个Cargo.lock文件。

这个文件用于记录我们当前项目用到的所有库以及依赖，是由cargo自动管理的，我们无需操心。

现在来到代码中，让我们来使用一下这个库

use ferris_says::say; // from the previous step
use std::io::{stdout, BufWriter};fn main() {let stdout = stdout();let message = String::from("Hello https://www.kucoding.com");let width = message.chars().count();let mut writer = BufWriter::new(stdout.lock());say(message.as_bytes(), width, &mut writer).unwrap();
}

这一小段代码就涉及到了rust中相当多的概念，先不看这段代码的逻辑，你可以自己随意更改这段代码里面的字符串："Hello https://www.kucoding.com"

然后运行上面这段代码，就能在终端看到输出的图案了。

而这个库的下载安装位置默认为当前用户文件夹的.Cargo文件夹中