The Rust Programming Language 学习 (六)

发布于:2025-03-19 ⋅ 阅读:(15) ⋅ 点赞:(0)

包和crate和模块

包和crate

crate 是一个二进制项或者库。crate root 是一个源文件,Rust 编译器以它为起始点,并构成你的 crate 的根模块,包(package)是提供一系列功能的一个或者多个 crate。一个包会包含有一个 Cargo.toml 文件,阐述如何去构建这些 crate。

包中所包含的内容由几条规则来确立。一个包中至多 只能 包含一个库 crate(library crate);包中可以包含任意多个二进制 crate(binary crate);包中至少包含一个 crate,无论是库的还是二进制的。

让我们来看看创建包的时候会发生什么。首先,我们输入命令 cargo new:
当我们输入了这条命令,Cargo 会给我们的包创建一个 Cargo.toml 文件。查看 Cargo.toml 的内容,会发现并没有提到 src/main.rs,因为 Cargo 遵循的一个约定:src/main.rs 就是一个与包同名的二进制 crate 的 crate 根。同样的,Cargo 知道如果包目录中包含 src/lib.rs,则包带有与其同名的库 crate,且 src/lib.rs 是 crate 根。crate 根文件将由 Cargo 传递给 rustc 来实际构建库或者二进制项目。

在此,我们有了一个只包含 src/main.rs 的包,意味着它只含有一个名为 my-project 的二进制 crate。如果一个包同时含有 src/main.rs 和 src/lib.rs,则它有两个 crate:一个库和一个二进制项,且名字都与包相同。通过将文件放在 src/bin 目录下,一个包可以拥有多个二进制 crate:每个 src/bin 下的文件都会被编译成一个独立的二进制 crate。

一个 crate 会将一个作用域内的相关功能分组到一起,使得该功能可以很方便地在多个项目之间共享。举一个例子,我们之前使用的 rand crate 提供了生成随机数的功能。通过将 rand crate 加入到我们项目的作用域中,我们就可以在自己的项目中使用该功能。rand crate 提供的所有功能都可以通过该 crate 的名字:rand 进行访问。

将一个 crate 的功能保持在其自身的作用域中,可以知晓一些特定的功能是在我们的 crate 中定义的还是在 rand crate 中定义的,这可以防止潜在的冲突。例如,rand crate 提供了一个名为 Rng 的特性(trait)。我们还可以在我们自己的 crate 中定义一个名为 Rng 的 struct。因为一个 crate 的功能是在自身的作用域进行命名的,当我们将 rand 作为一个依赖,编译器不会混淆 Rng 这个名字的指向。在我们的 crate 中,它指向的是我们自己定义的 struct Rng。我们可以通过 rand::Rng 这一方式来访问 rand crate 中的 Rng 特性(trait)。

定义模块来控制作用域与私有性

我们来看一个简单的参考:

  • 从 crate 根节点开始: 当编译一个 crate, 编译器首先在 crate 根文件(通常,对于一个库 crate 而言是src/lib.rs,对于一个二进制 crate 而言是src/main.rs)中寻找需要被编译的代码。
  • 声明模块: 在 crate 根文件中,你可以声明一个新模块;比如,你用mod garden;声明了一个叫做garden的模块。编译器会在下列路径中寻找模块代码:
    • 内联,在大括号中,当mod garden后方不是一个分号而是一个大括号
    • 在文件 src/garden.rs
    • 在文件 src/garden/mod.rs
  • 声明子模块: 在除了 crate 根节点以外的其他文件中,你可以定义子模块。比如,你可能在src/garden.rs中定义了mod vegetables;。编译器会在以父模块命名的目录中寻找子模块代码:
    • 内联,在大括号中,当mod vegetables后方不是一个分号而是一个大括号
    • 在文件 src/garden/vegetables.rs
    • 在文件 src/garden/vegetables/mod.rs
  • 模块中的代码路径: 一旦一个模块是你 crate 的一部分,你可以在隐私规则允许的前提下,从同一个 crate 内的任意地方,通过代码路径引用该模块的代码。举例而言,一个 garden vegetables 模块下的Asparagus类型可以在crate::garden::vegetables::Asparagus被找到。
  • 私有 vs 公用: 一个模块里的代码默认对其父模块私有。为了使一个模块公用,应当在声明时使用pub mod替代mod。为了使一个公用模块内部的成员公用,应当在声明前使用pub。
  • use 关键字: 在一个作用域内,use关键字创建了一个成员的快捷方式,用来减少长路径的重复。在任何可以引用crate::garden::vegetables::Asparagus的作用域,你可以通过 use crate::garden::vegetables::Asparagus;创建一个快捷方式,然后你就可以在作用域中只写Asparagus来使用该类型。

这里我们创建一个名为backyard的二进制 crate 来说明这些规则。该 crate 的路径同样命名为backyard,该路径包含了这些文件和目录:

backyard
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
└── src
    ├── garden
    │   └── vegetables.rs
    ├── garden.rs
    └── main.rs

在模块中对相应代码进行分组

模块 让我们可以将一个 crate 中的代码进行分组,以提高可读性与重用性。模块还可以控制项的 私有性,即项是可以被外部代码使用的(public),还是作为一个内部实现的内容,不能被外部代码使用(private)。

在餐饮业,餐馆中会有一些地方被称之为 前台(front of house),还有另外一些地方被称之为 后台(back of house)。前台是招待顾客的地方,在这里,店主可以为顾客安排座位,服务员接受顾客下单和付款,调酒师会制作饮品。后台则是由厨师工作的厨房,洗碗工的工作地点,以及经理做行政工作的地方组成。

我们可以将函数放置到嵌套的模块中,来使我们的 crate 结构与实际的餐厅结构相同。通过执行 cargo new --lib restauranta,来创建一个新的名为 restauranta 的库。来创建一个新的名为 restauranta 的库。然后下列出来的代码放入 src/lib.rs 中,来定义一些模块和函数。

mod front_of_house {
    mod hosting {
        fn add_to_waitlist() {}

        fn seat_at_table() {}
    }

    mod serving {
        fn take_order() {}

        fn serve_order() {}

        fn take_payment() {}
    }
}

我们用关键字 mod 定义一个模块,指定模块的名字(在示例中为 front_of_house),并用大括号包围模块的主体。我们可以在模块中包含其他模块,就像本示例中的 hosting 和 serving 模块。模块中也可以包含其他项,比如结构体、枚举、常量、trait,或者包含函数.

通过使用模块,我们可以把相关的定义组织起来,并通过模块命名来解释为什么它们之间有相关性。使用这部分代码的开发者可以更方便的循着这种分组找到自己需要的定义,而不需要通览所有。编写这部分代码的开发者通过分组知道该把新功能放在哪里以便继续让程序保持组织性。

之前我们提到,src/main.rs 和 src/lib.rs 被称为 crate 根。如此称呼的原因是,这两个文件中任意一个的内容会构成名为 crate 的模块,且该模块位于 crate 的被称为 模块树 的模块结构的根部(“at the root of the crate’s module structure”)。

我们来看一下模块树

crate
 └── front_of_house
     ├── hosting
     │   ├── add_to_waitlist
     │   └── seat_at_table
     └── serving
         ├── take_order
         ├── serve_order
         └── take_payment

这个树展示了模块间是如何相互嵌套的(比如,hosting 嵌套在 front_of_house 内部)。这个树还展示了一些模块互为 兄弟 ,即它们被定义在同一模块内(hosting 和 serving 都定义在 front_of_house 内)。继续使用家族比喻,如果模块A包含在模块B的内部,我们称模块A是模块B的 孩子 且模块B是模块A的 父辈 。注意整个模块树的根位于名为 crate 的隐式模块下。

模块树或许让你想起了电脑上文件系统的目录树。这是一个非常恰当的比喻!就像文件系统中的目录那样,你应使用模块来组织你的代码。而且就像一个目录中的文件那样,我们需要一个找到我们的模块的方式。

引用模块的路径

来看一下 Rust 如何在模块树中找到一个项的位置,我们使用路径的方式,就像在文件系统使用路径一样。为了调用一个函数,我们需要知道它的路径。
罗就有两种:

  • 绝对路径(absolute path)是以 crate 根(root)开头的全路径;对于外部 crate 的代码,是以 crate 名开头的绝对路径,对于当前 crate 的代码,则以字面值 crate 开头。
  • 相对路径(relative path)从当前模块开始,以 self、super 或定义在当前模块中的标识符开头。

绝对路径和相对路径都后跟一个或多个由双冒号(::)分割的标识符。

路径用于引用模块树的项

来看一下 Rust 如何在模块树中找到一个项的位置,我们使用路径的方式,就像在文件系统使用路径一样。如果我们想要调用一个函数,我们需要知道它的路径。

路径有两种形式:

  • 相对路径 从当前模块开始,以 self、super 或当前模块的标识符开头。
  • 绝对路径 从 crate 根部开始,以 crate 名或者字面量 crate 开头。

绝对路径和相对路径都后跟一个或多个由双冒号(::)分割的标识符。

我们通过删除一些模块和函数,稍微简化了一下我们的代码。我们在 crate 根部定义了一个新函数 eat_at_restaurant,并在其中展示调用 add_to_waitlist 函数的两种方法。eat_at_restaurant 函数是我们 crate 库的一个公共 API,所以我们使用 pub 关键字来标记它。

mod front_of_house {
    mod hosting {
        fn add_to_waitlist() {}
    }
}

pub fn eat_at_restaurant() {
    // 绝对路径
    crate::front_of_house::hosting::add_to_waitlist();

    // 相对路径
    front_of_house::hosting::add_to_waitlist();
}

上面的代码并不能编译通过,我们在后面再来说明原因.

第一种方式,我们在 eat_at_restaurant 中调用add_to_waitlist函数,使用的是绝对路径。add_to_waitlist 函数与 eat_at_restaurant 被定义在同一 crate 中,这意味着我们可以使用 crate 关键字为起始的绝对路径。

在 crate 后面,我们持续地嵌入模块,直到我们找到 add_to_waitlist。你可以想象出一个相同结构的文件系统,我们通过指定路径 /front_of_house/hosting/add_to_waitlist 来执行 add_to_waitlist 程序。我们使用 crate 从 crate 根部开始就类似于在 shell 中使用 / 从文件系统根开始。

第二种方式,我们在 eat_at_restaurant 中调用 add_to_waitlist,使用的是相对路径。这个路径以 front_of_house 为起始,这个模块在模块树中,与 eat_at_restaurant 定义在同一层级。与之等价的文件系统路径就是 front_of_house/hosting/add_to_waitlist。以名称为起始,意味着该路径是相对路径.

选择使用相对路径还是绝对路径,还是要取决于你的项目。取决于你是更倾向于将项的定义代码与使用该项的代码分开来移动,还是一起移动。举一个例子,如果我们要将 front_of_house 模块和 eat_at_restaurant 函数一起移动到一个名为 customer_experience 的模块中,我们需要更新 add_to_waitlist 的绝对路径,但是相对路径还是可用的。然而,如果我们要将 eat_at_restaurant 函数单独移到一个名为 dining 的模块中,还是可以使用原本的绝对路径来调用 add_to_waitlist,但是相对路径必须要更新。我们更倾向于使用绝对路径,因为把代码定义和项调用各自独立地移动是更常见的。

上面我们说编译会不通过,是因为私有性边界问题
错误信息说 hosting 模块是私有的。换句话说,我们拥有 hosting 模块和 add_to_waitlist 函数的的正确路径,但是 Rust 不让我们使用,因为它不能访问私有片段。

模块不仅对于你组织代码很有用。他们还定义了 Rust 的 私有性边界(privacy boundary):这条界线不允许外部代码了解、调用和依赖被封装的实现细节。所以,如果你希望创建一个私有函数或结构体,你可以将其放入模块。

Rust 中默认所有项(函数、方法、结构体、枚举、模块和常量)都是私有的。父模块中的项不能使用子模块中的私有项,但是子模块中的项可以使用他们父模块中的项。这是因为子模块封装并隐藏了他们的实现详情,但是子模块可以看到他们定义的上下文。继续拿餐馆作比喻,把私有性规则想象成餐馆的后台办公室:餐馆内的事务对餐厅顾客来说是不可知的,但办公室经理可以洞悉其经营的餐厅并在其中做任何事情。

Rust 选择以这种方式来实现模块系统功能,因此默认隐藏内部实现细节。这样一来,你就知道可以更改内部代码的哪些部分而不会破坏外部代码。你还可以通过使用 pub 关键字来创建公共项,使子模块的内部部分暴露给上级模块。

使用pub关键字暴露路径

我们想让父模块中的 eat_at_restaurant 函数可以访问子模块中的 add_to_waitlist 函数,因此我们使用 pub 关键字来标记 hosting 模块,

mod front_of_house {
    pub mod hosting {
        fn add_to_waitlist() {}
    }
}

pub fn eat_at_restaurant() {
    // 绝对路径
    crate::front_of_house::hosting::add_to_waitlist();

    // 相对路径
    front_of_house::hosting::add_to_waitlist();
}

我们再再次进行编译发现还是报错,在 mod hosting 前添加了 pub 关键字,使其变成公有的。伴随着这种变化,如果我们可以访问 front_of_house,那我们也可以访问 hosting。但是 hosting 的 内容(contents) 仍然是私有的;这表明使模块公有并不使其内容也是公有的。模块上的 pub 关键字只允许其父模块引用它。

add_to_waitlist 函数是私有的。私有性规则不但应用于模块,还应用于结构体、枚举、函数和方法。

我们继续将 pub 关键字放置在 add_to_waitlist 函数的定义之前,使其变成公有。

mod front_of_house {
    pub mod hosting {
        pub fn add_to_waitlist() {}
    }
}

pub fn eat_at_restaurant() {
    // 绝对路径
    crate::front_of_house::hosting::add_to_waitlist();

    // 相对路径
    front_of_house::hosting::add_to_waitlist();
}

现在代码可以编译通过了!让我们看看绝对路径和相对路径,并根据私有性规则,再检查一下为什么增加 pub 关键字使得我们可以在 add_to_waitlist 中调用这些路径。

在绝对路径,我们从 crate,也就是 crate 根部开始。然后 crate 根部中定义了 front_of_house 模块。front_of_house 模块不是公有的,不过因为 eat_at_restaurant 函数与 front_of_house 定义于同一模块中(即,eat_at_restaurant 和 front_of_house 是兄弟),我们可以从 eat_at_restaurant 中引用 front_of_house。接下来是使用 pub 标记的 hosting 模块。我们可以访问 hosting 的父模块,所以可以访问 hosting。最后,add_to_waitlist 函数被标记为 pub ,我们可以访问其父模块,所以这个函数调用是有效的!

在相对路径,其逻辑与绝对路径相同,除了第一步:不同于从 crate 根部开始,路径从 front_of_house 开始。front_of_house 模块与 eat_at_restaurant 定义于同一模块,所以从 eat_at_restaurant 中开始定义的该模块相对路径是有效的。接下来因为 hosting 和 add_to_waitlist 被标记为 pub,路径其余的部分也是有效的,因此函数调用也是有效的!

使用super起始的相对路径

我们还可以使用 super 开头来构建从父模块开始的相对路径。这么做类似于文件系统中以..开头的语法。

就像这样:

fn serve_order() {}

mod back_of_house {
    fn fix_incorrect_order() {
        cook_order();
        super::serve_order();
    }

    fn cook_order() {}
}

创建公有的结构体和枚举

我们还可以使用 pub 来设计公有的结构体和枚举,不过有一些额外的细节需要注意。如果我们在一个结构体定义的前面使用了 pub ,这个结构体会变成公有的,但是这个结构体的字段仍然是私有的。我们可以根据情况决定每个字段是否公有.

mod back_of_house {
    pub struct Breakfast {
        pub toast: String,
        seasonal_fruit: String,
    }

    impl Breakfast {
        pub fn summer(toast: &str) -> Breakfast {
            Breakfast {
                toast: String::from(toast),
                seasonal_fruit: String::from("peaches"),
            }
        }
    }
}

pub fn eat_at_restaurant() {
    // 在夏天点一份黑麦面包作为早餐
    let mut meal = back_of_house::Breakfast::summer("Rye");
    // 更改我们想要的面包
    meal.toast = String::from("Wheat");
    println!("I'd like {} toast please", meal.toast);

    // 如果取消下一行的注释,将会导致编译失败;我们不被允许
    // 看到或更改随餐搭配的季节水果
    // meal.seasonal_fruit = String::from("blueberries");
}

因为 back_of_house::Breakfast 结构体的 toast 字段是公有的,所以我们可以在 eat_at_restaurant 中使用点号来随意的读写 toast 字段。注意,我们不能在 eat_at_restaurant 中使用 seasonal_fruit 字段,因为 seasonal_fruit 是私有的。尝试去除那一行修改 seasonal_fruit 字段值的代码的注释,看看你会看到错误.

还请注意一点,因为 back_of_house::Breakfast 具有私有字段,所以这个结构体需要提供一个公共的关联函数来构造 Breakfast 的实例(这里我们命名为 summer)。如果 Breakfast 没有这样的函数,我们将无法在 eat_at_restaurant 中创建 Breakfast 实例,因为我们不能在 eat_at_restaurant 中设置私有字段 seasonal_fruit 的值。

与之相反,如果我们将枚举设为公有,则它的所有成员都将变为公有。我们只需要在 enum 关键字前面加上 pub

mod back_of_house {
    pub enum Appetizer {
        Soup,
        Salad,
    }
}

pub fn eat_at_restaurant() {
    let order1 = back_of_house::Appetizer::Soup;
    let order2 = back_of_house::Appetizer::Salad;
}

因为我们创建了名为 Appetizer 的公有枚举,所以我们可以在 eat_at_restaurant 中使用 Soup 和 Salad 成员。如果枚举成员不是公有的,那么枚举会显得用处不大;给枚举的所有成员挨个添加 pub 是很令人恼火的,因此枚举成员默认就是公有的。结构体通常使用时,不必将它们的字段公有化,因此结构体遵循常规,内容全部是私有的,除非使用 pub 关键字。

使用 use 关键字将名称引入作用域

到目前为止,似乎我们编写的用于调用函数的路径都很冗长且重复,并不方便。例如,示例 中,无论我们选择 add_to_waitlist 函数的绝对路径还是相对路径,每次我们想要调用 add_to_waitlist 时,都必须指定 front_of_house 和 hosting。幸运的是,有一种方法可以简化这个过程。我们可以使用 use 关键字将路径一次性引入作用域,然后调用该路径中的项,就如同它们是本地项一样。

mod front_of_house {
    pub mod hosting {
        pub fn add_to_waitlist() {}
    }
}

use crate::front_of_house::hosting;

pub fn eat_at_restaurant() {
    hosting::add_to_waitlist();
}

我们将 crate::front_of_house::hosting 模块引入了 eat_at_restaurant 函数的作用域,而我们只需要指定 hosting::add_to_waitlist 即可在 eat_at_restaurant 中调用 add_to_waitlist 函数。

在作用域中增加 use 和路径类似于在文件系统中创建软连接(符号连接,symbolic link)。通过在 crate 根增加 use crate::front_of_house::hosting,现在 hosting 在作用域中就是有效的名称了,如同 hosting 模块被定义于 crate 根一样。通过 use 引入作用域的路径也会检查私有性,同其它路径一样。还可以使用 use 和相对路径来将一个项引入作用域。

创建惯用的 use 路径

为什么我们是指定 use crate::front_of_house::hosting,然后在 eat_at_restaurant 中调用 hosting::add_to_waitlist,而不是通过指定一直到 add_to_waitlist 函数的 use 路径来得到相同的结果

mod front_of_house {
    pub mod hosting {
        pub fn add_to_waitlist() {}
    }
}

use crate::front_of_house::hosting::add_to_waitlist;

pub fn eat_at_restaurant() {
    add_to_waitlist();
}

使用 use 将函数引入作用域的习惯用法。使用 use 将函数的父模块引入作用域意味着我们必须在调用函数时指定父模块,这样可以清晰地表明函数不是在本地定义的,同时使完整路径的重复度最小化。

另一方面,使用 use 引入结构体、枚举和其他项时,习惯是指定它们的完整路径。示例 展示了将 HashMap 结构体引入二进制 crate 作用域的习惯用法。

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    let mut map = HashMap::new();
    map.insert(1, 2);
}

这种习惯用法背后没有什么硬性要求:它只是一种惯例,人们已经习惯了以这种方式阅读和编写 Rust 代码。

这个习惯用法有一个例外,那就是我们想使用 use 语句将两个具有相同名称的项带入作用域,因为 Rust 不允许这样做。

use std::fmt;
use std::io;

fn function1() -> fmt::Result {
    // --snip--
}

fn function2() -> io::Result<()> {
    // --snip--
}

将两个具有相同名称但不同父模块的 Result 类型引入作用域,以及如何引用它们。

如你所见,使用父模块可以区分这两个 Result 类型。如果我们是指定 use std::fmt::Result 和 use std::io::Result,我们将在同一作用域拥有了两个 Result 类型,当我们使用 Result 时,Rust 则不知道我们要用的是哪个。

使用 as 关键字提供新的名称

使用 use 将两个同名类型引入同一作用域这个问题还有另一个解决办法:在这个类型的路径后面,我们使用 as 指定一个新的本地名称或者别名。

use std::fmt::Result;
use std::io::Result as IoResult;

fn function1() -> Result {
    // --snip--
}

fn function2() -> IoResult<()> {
    // --snip--
}

在第二个 use 语句中,我们选择 IoResult 作为 std::io::Result 的新名称,它与从 std::fmt 引入作用域的 Result 并不冲突。

使用 pub use 重导出名称

当使用 use 关键字将名称导入作用域时,在新作用域中可用的名称是私有的。如果为了让调用你编写的代码的代码能够像在自己的作用域内引用这些类型,可以结合 pub 和 use。这个技术被称为 “重导出(re-exporting)”,因为这样做将项引入作用域并同时使其可供其他代码引入自己的作用域。

mod front_of_house {
    pub mod hosting {
        pub fn add_to_waitlist() {}
    }
}

pub use crate::front_of_house::hosting;

pub fn eat_at_restaurant() {
    hosting::add_to_waitlist();
}

通过 pub use,现在可以通过新路径 hosting::add_to_waitlist 来调用 add_to_waitlist 函数。如果没有指定 pub use,eat_at_restaurant 函数可以在其作用域中调用 hosting::add_to_waitlist,但外部代码则不允许使用这个新路径。

当你的代码的内部结构与调用你的代码的开发者的思考领域不同时,重导出会很有用。例如,在这个餐馆的比喻中,经营餐馆的人会想到“前台”和“后台”。但顾客在光顾一家餐馆时,可能不会以这些术语来考虑餐馆的各个部分。使用 pub use,我们可以使用一种结构编写代码,却将不同的结构形式暴露出来。这样做使我们的库井井有条,方便开发这个库的开发者和调用这个库的开发者之间组织起来。

使用外部包

我们编写了一个猜猜看游戏。那个项目使用了一个外部包,rand,来生成随机数。为了在项目中使用 rand,在 Cargo.toml 中加入了如下行:

[dependencies]
rand = "0.8.3"

在 Cargo.toml 中加入 rand 依赖告诉了 Cargo 要从 crates.io 下载 rand 和其依赖,并使其可在项目代码中使用。

接着,为了将 rand 定义引入项目包的作用域,我们加入一行 use 起始的包名,它以 rand 包名开头并列出了需要引入作用域的项。我们曾将 Rng trait 引入作用域并调用了 rand::thread_rng 函数:

use rand::Rng;

fn main() {
    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1..101);
}

crates.io 上有很多 Rust 社区成员发布的包,将其引入你自己的项目都需要一道相同的步骤:在 Cargo.toml 列出它们并通过 use 将其中定义的项引入项目包的作用域中。
https://crates.io/

注意标准库(std)对于你的包来说也是外部 crate。因为标准库随 Rust 语言一同分发,无需修改 Cargo.toml 来引入 std,不过需要通过 use 将标准库中定义的项引入项目包的作用域中来引用它们,比如我们使用的 HashMap:

use std::collections::HashMap;

这是一个以标准库 crate 名 std 开头的绝对路径。

嵌套路径来消除大量的 use 行

当需要引入很多定义于相同包或相同模块的项时,为每一项单独列出一行会占用源码很大的空间。

use std::cmp::Ordering;
use std::io;

相反,我们可以使用嵌套路径将相同的项在一行中引入作用域。这么做需要指定路径的相同部分,接着是两个冒号,接着是大括号中的各自不同的路径部分,

use std::{cmp::Ordering, io};

在较大的程序中,使用嵌套路径从相同包或模块中引入很多项,可以显著减少所需的独立 use 语句的数量!

我们可以在路径的任何层级使用嵌套路径,这在组合两个共享子路径的 use 语句时非常有用。

use std::io;
use std::io::Write;

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

两个路径的相同部分是 std::io,这正是第一个路径。为了在一行 use 语句中引入这两个路径,可以在嵌套路径中使用 self

通过 glob 运算符将所有的公有定义引入作用域

如果希望将一个路径下 所有 公有项引入作用域,可以指定路径后跟 glob 运算符 *

use std::collections::*;

这个 use 语句将 std::collections 中定义的所有公有项引入当前作用域。使用 glob 运算符时请多加小心!Glob 会使得我们难以推导作用域中有什么名称和它们是在何处定义的。

将模块分割进不同文件

src/lib.rs

mod front_of_house;

pub use crate::front_of_house::hosting;

pub fn eat_at_restaurant() {
    hosting::add_to_waitlist();
}

src/front_of_house.rs

pub mod hosting {
    pub fn add_to_waitlist() {}
}

注意你只需在模块树中的某处使用一次 mod 声明就可以加载这个文件。一旦编译器知道了这个文件是项目的一部分(并且通过 mod 语句的位置知道了代码在模块树中的位置)项目中的其他文件应该使用其所声明的位置的路径来引用那个文件的代码.

mod 不是在其他编程语言中看到的 “include” 操作。

接下来我们同样将 hosting 模块提取到自己的文件中。这个过程会有所不同,因为 hosting 是 front_of_house 的子模块而不是根模块。我们将 hosting 的文件放在与模块树中它的父级模块同名的目录中,在这里是 src/front_of_house/

为了移动 hosting,修改 src/front_of_house.rs 使之仅包含 hosting 模块的声明。

pub mod hosting;

接着我们创建一个 src/front_of_house 目录和一个包含 hosting 模块定义的 hosting.rs 文件

pub fn add_to_waitlist() {}

这里一定要注意,我一开始的时候就没搞明白他说的目录结构到底是怎样的,下面大家看看我的吧;

src/
├── lib.rs
└── front_of_house.rs
└── front_of_house/
    └── hosting.rs  # 子模块文件

另一种文件路径

目前为止我们介绍了 Rust 编译器所最常用的文件路径;不过一种更老的文件路径也仍然是支持的。

对于声明于 crate 根的 front_of_house 模块,编译器会在如下位置查找模块代码:

  • src/front_of_house.rs(我们所介绍的)
  • src/front_of_house/mod.rs(老风格,不过仍然支持)

对于 front_of_house 的子模块 hosting,编译器会在如下位置查找模块代码:

  • src/front_of_house/hosting.rs(我们所介绍的)
  • src/front_of_house/hosting/mod.rs(老风格,不过仍然支持)

如果你对同一模块同时使用这两种路径风格,会得到一个编译错误。在同一项目中的不同模块混用不同的路径风格是允许的,不过这会使他人感到疑惑。

使用 mod.rs 这一文件名的风格的主要缺点是会导致项目中出现很多 mod.rs 文件,当你在编辑器中同时打开它们时会感到疑惑。

注意,src/lib.rs 中的 pub use crate::front_of_house::hosting 语句也并未发生改变。use 也不会对哪些文件会被编译为 crate 的一部分有任何影响。mod 关键字声明了模块,而 Rust 会在与模块同名的文件中查找模块的代码。

Rust 提供了将包分成多个 crate,将 crate 分成模块,以及通过指定绝对或相对路径从一个模块引用另一个模块中定义的项的方式。你可以通过使用 use 语句将路径引入作用域,这样在多次使用时可以使用更短的路径。模块定义的代码默认是私有的,不过可以选择增加 pub 关键字使其定义变为公有。