【Rust开发】Rust快速入门，开发出Rust的第一个Hello World

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所属的专栏：Rust语言通关之路
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Rust开发入门

1、rust简介

官网：https://www.rust-lang.org/

Rust于2015年发布第一个稳定版本
连续四年stackoverflow的最受欢迎的语言
特点：
高性能，媲美C/C++，可以做嵌入式开发
没有GC，同时也不需要手工管理内存(所有权机制)
没有野指针，当多个指针指向同一个对象，当通过其中一个指针见将对象删除时，剩余指向该对象的指针就成了野指针。就访问不到对象了，再访问就会报空指针错误
并发安全
集所有语言之大成者

2、安装rust

直接官网下载
Windows版的，直接下载exe文件，双击按提示安装

linux版本的，直接执行一条命令安装

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

这个命令下载一个脚本并开始 rustup 工具的安装，这会安装最新稳定版 Rust。过程中可能会提示你输入密码。如果安
装成功，将会出现如下内容：
Rust is installed now. Great!

当然，如果你不信任采用 curl URL | sh 来安装软件，请随意下载、检查和运行这个脚本。
此安装脚本自动将 Rust 加入系统 PATH 环境变量中，在下一次登陆时生效。如果你希望立刻就开始使用 Rust 而不重启
终端，在 shell 中运行如下命令手动将 Rust 加入系统 PATH 变量：

source $HOME/.cargo/env

检查是否安装成功

rustc --version

另外，你需要一个某种类型的连接器（linker）。可能他们已经安装了，不过当尝试编译 Rust 程序并得到表明连接器无
法执行的错误时，你需要自行安装一个。可以安装一个 C 编译器，因为它通常带有正确的连接器。查看对应平台的文档
了解如何安装 C 编译器。一些常见的 Rust 包会依赖 C 代码并因此也会需要 C 编译器，所以目前无论如何安装它都是值
得的。

卸载 Rust
在任何时候如果您想卸载 Rust，您可以运行 rustup self uninstall。

3、第一个HelloWorld

现在安装好了 Rust，让我们来编写第一个 Rust 程序。当学习一门新语言的时候，使用该语言在屏幕上打印 “Hello,world!” 是一项传统，这里我们将遵循这个传统！
创建项目目录
首先以创建一个存放 Rust 代码的目录开始。Rust 并不关心代码的位置，不过对于本书的练习和项目来说，我们建议你在
home 目录中创建一个 projects 目录，并将你的所有项目置于此处。

3.1 创建项目目录

打开终端并输入如下命令创建一个 projects 目录并在 projects 目录中为 “Hello, world!” 创建一个目录。
对于 Linux 和 macOS，输入：

cd ~
mkdir projects
cd ~/projects
mkdir hello_world
cd hello_world

3.2 编写并运行 Rust 程序

接下来，新建一个叫做 main.rs 的源文件。Rust 源代码总是以 .rs 后缀结尾。如果文件名包含多个单词，使用下划线分隔它们。
例如 my_program.rs，而不是 myprogram.rs。
现在打开刚创建的 main.rs 文件，输入如下代码。
文件名: main.rs

fn main(){println!("hello, world!")
}

保存文件，并回到终端窗口。在 Linux 或 macOS 上，输入如下命令编译并运行文件：
rustc main.rs
如果报一下错误，就需要安装gcc

yum install gcc -y

安装完成后编译，生成可执行文件

运行程序

[root@jingtian01 hello_world ]#./main

不管使用何种系统，字符串 Hello, world! 应该打印到终端。如果没有看到这些输出，回到 “故障排除” 部分查找寻求帮助的方式。
如果 Hello, world! 出现了，恭喜你！你已经正式编写了一个 Rust 程序。现在你成为了一名 Rust 程序员！欢迎！

3.3 分析 Rust 程序

现在，让我们回过头来仔细看看 “Hello, world!” 程序中到底发生了什么。这是拼图的第一片：

fn main() {
}

这几行定义了一个 Rust 函数。 main 函数是特殊的：它是每个可执行的 Rust 程序所首先执行的代码。
第一行代码声明了一个叫做 main 的函数，它没有参数也没有返回值。如果有参数的话，它们的名称应该出现在括号中，位于 ( 和 ) 之间。
还须注意函数体被包裹在花括号中， { 和 } 之间。Rust 要求所有函数体都要用花括号包裹起来（有些语言，当函数体只有一行时可以省略花括号，但在 Rust 中是不行的）。
一般来说，将左花括号与函数声明置于同一行并以空格分隔，是良好的代码风格。
如果你希望在 Rust 项目中保持一种标准风格， rustfmt 会将代码格式化为特定的风格。
rustfmt main.rs

在 main() 函数中是如下代码：
println!(“Hello, world!”);

这行代码完成这个简单程序的所有工作：在屏幕上打印文本。这里有四个重要的细节需要注意。
首先 Rust 使用 4 个空格的缩进风格，而不是 1 个制表符（tab）。
第二， println! 调用了一个 Rust 宏（macro）。如果是调用函数，则应输入 println （没有 ! ）。你只需记住，当看到符号 ! 的时候，就意味着调用的是宏而不是普通函数。
第三， “Hello, world!” 是一个 字符串。我们把这个字符串作为一个参数传递给 println! ，字符串将被打印到屏幕上。
第四，该行以分号结尾（ ; ），这代表一个表达式的结束和下一个表达式的开始。大部分 Rust 代码行以 ; 结尾。

4、cargo

仅仅使用 rustc 编译简单程序是没问题的，不过随着项目的增长，你可能需要控制你项目的方方面面，并且更容易地将
代码分享给其它人或项目。接下来，我们要介绍一个叫做 Cargo 的工具，它会帮助你编写真实世界中的 Rust 程序。

Cargo 是 Rust 的构建系统和包管理器。大部分 Rustacean 们使用 Cargo 来管理他们的 Rust 项目，因为它可以为你处理很多任务，比如构建代码、下载依赖库并编译这些库。（我们把代码所需要的库叫做 依赖（dependencies）。
最简单的 Rust 程序，比如我们刚刚编写的，并没有任何依赖。所以如果使用 Cargo 来构建 “Hello, world!” 项目，将只会
用到 Cargo 构建代码那部分的功能。随着编写的程序更加复杂，你会添加依赖，如果你一开始就使用 Cargo 的话，添加依赖将会变得简单许多。
由于绝大部分 Rust 项目使用 Cargo，接下来的部分将假设你也使用 Cargo。如果使用 “安装” 部分介绍的官方安装包
的话，则自带了 Cargo。如果通过其他方式安装的话，可以在终端输入如下命令检查是否安装了 Cargo：
cargo --version

4.1 使用 Cargo 创建项目

让我们使用 Cargo 来创建一个新项目，然后看看与上面的 hello_world 项目有什么不同。
回到 projects 目录（或者任何你放置代码的目录）。接着并在任何操作系统下运行：

cargo new hello_cargo --bin
cd hello_cargo

第一行命令新建了名为 hello_cargo 的二进制可执行程序。传递给 cargo new 的 --bin 参数生成一个可执行程序（通常就叫做 二进制文件，binary），而不是一个库。
项目的名称被定为 hello_cargo ，同时 Cargo 在一个同名目录中创建项目文件。

进入 hello_cargo 目录并列出文件。将会看到 Cargo 生成了两个文件和一个目录：一个 Cargo.toml 文件和一个 src 目
录，main.rs 文件位于 src 目录中。它也在 hello_cargo 目录初始化了一个 git 仓库，以及一个 .gitignore 文件。

请随意使用任何文本编辑器打开 Cargo.toml 文件。

[root@jingtian01 hello_cargo ]#cat Cargo.toml 
[package]
name = "hello_cargo"
version = "0.1.0"
edition = "2024"[dependencies]

这个文件使用 TOML (Tom’s Obvious, Minimal Language) 格式，这是 Cargo 的配置文件的格式。
第一行， [package] ，是一个部分标题，表明下面的语句用来配置一个包。随着我们在这个文件增加更多的信息，还将增加其他部分。
接下来的三行设置了 Cargo 编译程序所需的配置：项目的名称、版本，它们告诉 Cargo 需要编译这个项目。
Cargo 从环境中获取你的名称和 email 信息，所以如果这些信息不正确，请修改并保存此文件。
最后一行， [dependencies] ，是项目依赖列表（我们称呼 Rust 代码包为 crate）部分的开始。
在 Rust 中，代码包被称为
crates。这个项目并不需要任何其他的 crate，现在打开 src/main.rs 看看：

[root@jingtian01 src ]#cat main.rs 
fn main() {println!("Hello, world!");
}

Cargo 为你生成了一个 “Hello World!” 程序，正如我们之前示例中编写的那个！目前为止，之前项目与 Cargo 生成项目的区别是 Cargo 将代码放在 src 目录，
同时项目根目录包含一个 Cargo.toml 配置文件
Cargo 期望源文件位于 src 目录。项目根目录只留给 README、license 信息、配置文件和其他跟代码无关的文件。使用Cargo 帮助你保持项目干净整洁，一切井井有条。
如果没有用 Cargo 开始项目，比如 hello_world 目录中的项目，可以将其转化为一个 Cargo 项目。将代码放入 src 目录，并创建一个合适的 Cargo.toml 文件。

4.2 构建并运行 Cargo 项目

现在让我们看看通过 Cargo 构建和运行 “Hello, world!” 程序有什么不同。在 hello_cargo，输入下面的命令来构建项目：

[root@jingtian01 hello_cargo ]#cargo buildCompiling hello_cargo v0.1.0 (/root/projects/hello_cargo)Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.19s

这个命令会创建 target/debug/hello_cargo（或者在 Windows 上是 target\debug\hello_cargo.exe）可执行文件，而不是在目前目录。
可以通过这个命令运行可执行文件：

[root@jingtian01 hello_cargo ]#./target/debug/hello_cargo 
Hello, world!

如果一切顺利， Hello, world! 应该打印在终端上。首次运行 cargo build 时也会使 Cargo 在项目根目录创建一个新文件：Cargo.lock。
这个文件记录项目依赖的实际版本。这个项目并没有依赖，所以其内容比较少。你自己永远也不需要碰这个文件，让 Cargo 处理它就行了。
我们刚刚使用 cargo build 构建了项目并使用 ./target/debug/hello_cargo 运行了程序，也可以使用 cargo run 在一个命令中同时编译并运行生成的可执行文件：

[root@jingtian01 hello_cargo ]#cargo runFinished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.00sRunning `target/debug/hello_cargo`
Hello, world!

注意这一次并没有出现表明 Cargo 正在编译 hello_cargo 的输出。Cargo 发现文件并没有被改变，就直接运行了二进制文
件。如果修改了源文件的话，Cargo 会在运行之前重新构建项目。

Cargo 还提供了一个叫 cargo check 的命令。该命令快速检查代码确保其可以编译但并不产生可执行文件：
[root@jingtian01 hello_cargo ]#cargo check

为什么你会不需要可执行文件呢？通常 cargo check 要比 cargo build 快得多，因为它省略了生成可执行文件的步骤。
如果编写代码时持续的进行检查， cargo check 会加速开发！为此很多 Rustaceans 编写代码时运行 cargo check 定期运行
cargo check 确保它们可以编译。当准备好使用可执行文件时运行 cargo build 。

作为目前所学的关于 Cargo 内容的回顾：
可以使用 cargo build 或 cargo check 构建项目。
可以使用 cargo run 一步构建并运行项目。
有别于将构建结果放在与源码相同的目录，Cargo 会将其放到 target/debug 目录。
Cargo 的一个额外的优点是不管你使用什么操作系统其命令都是一样的。所以从此以后本书将不再为 Linux 和 macOS 以及 Windows 提供相应的命令。

4.3 发布（release）构建

当项目最终准备好发布了，可以使用 cargo build --release 来优化编译项目。
这会在 target/release 而不是 target/debug 下生成可执行文件。
这些优化可以让 Rust 代码运行的更快，不过启用这些优化也需要消耗更长的编译时间。
这也就是为什么会有两种不同的配置：一种为了开发，你需要经常快速重新构建；
另一种为了构建给用户最终程序，它们不会经常重新构建，并且希望程序运行得越快越好。
如果你在测试代码的运行时间，请确保运行 cargo build --release 并使用target/release 下的可执行文件进行测试。

4.4 把 Cargo 当作习惯

对于简单项目， Cargo 并不比 rustc 提供了更多的优势，不过随着开发的深入终将证明其价值。
对于拥有多个 crate 的复杂项目，让 Cargo 来协调构建将简单的多。
即便 hello_cargo 项目十分简单，它现在也使用了很多你之后的 Rust 生涯将会用得上的实用工具。其实对于任何你想要
从事的项目，可以使用如下命令通过 Git 检出代码，移动到该项目目录并构建：

5、总结

你已经准备好迎来 Rust 之旅的伟大开始！在本文中，你学习了如何：
使用 rustup 安装最新稳定版的 Rust
跟新到新版的 Rust
打开本地安装的文档
直接通过 rustc 编写并运行 “Hello, world!” 程序
使用 Cargo 风格创建并运行新项目
现在是一个通过构建更大的项目来熟悉读写 Rust 代码的好时机。