Rust 学习笔记2025.6.13

发布于:2025-06-15 ⋅ 阅读:(16) ⋅ 点赞:(0)

Rust

Rust是一门注重安全(safety)、速度(speed)和并发(concurrency)的现代系统编程语言。Rust 通过内存安全来实现以上目标,但不使用垃圾回收机制(garbage collection, GC)。

《通过例子学 Rust》(Rust By Example, RBE)内容由一系列可运行的实例组成,通过这些例子阐明了各种 Rust 的概念和基本库。想获取这些例子外的更多内容,不要忘了安装 Rust 到本地并查阅。另外为了满足您的好奇心。

现在让我们开始学习吧!

Hello World

这是传统的 Hello World 程序的源码。

fn main() {

// 调用编译生成的可执行文件时,这里的语句将被运行。

// 将文本打印到控制台

println!("Hello World!");

}

println! 是一个(macros),可以将文本输出到控制台(console)。

使用 Rust 的编译器 rustc 可以从源程序生成可执行文件:

$ rustc hello.rs 

使用 rustc 编译后将得到可执行文件 hello

$ ./hello Hello World! 

Cargo 教程

cargo
Rust's package manager

Usage: cargo [+toolchain] [OPTIONS] [COMMAND]
       cargo [+toolchain] [OPTIONS] -Zscript <MANIFEST_RS> [ARGS]...

Options:
  -V, --version                  Print version info and exit
      --list                     List installed commands
      --explain <CODE>           Provide a detailed explanation of a rustc error message 
  -v, --verbose...               Use verbose output (-vv very verbose/build.rs output)   
  -q, --quiet                    Do not print cargo log messages
      --color <WHEN>             Coloring: auto, always, never
  -C <DIRECTORY>                 Change to DIRECTORY before doing anything (nightly-only)
      --locked                   Assert that `Cargo.lock` will remain unchanged
      --offline                  Run without accessing the network
      --frozen                   Equivalent to specifying both --locked and --offline
      --config <KEY=VALUE|PATH>  Override a configuration value
  -Z <FLAG>                      Unstable (nightly-only) flags to Cargo, see 'cargo -Z help' for details
  -h, --help                     Print help

Commands:
    build, b    Compile the current package
    check, c    Analyze the current package and report errors, but don't build object files
    clean       Remove the target directory
    doc, d      Build this package's and its dependencies' documentation
    new         Create a new cargo package
    init        Create a new cargo package in an existing directory
    add         Add dependencies to a manifest file
    remove      Remove dependencies from a manifest file
    run, r      Run a binary or example of the local package
    test, t     Run the tests
    bench       Run the benchmarks
    update      Update dependencies listed in Cargo.lock
    search      Search registry for crates
    publish     Package and upload this package to the registry
    install     Install a Rust binary
    uninstall   Uninstall a Rust binary
    ...         See all commands with --list

See 'cargo help <command>' for more information on a specific command.

在 Rust 开发中,几乎所有的项目都是使用 Cargo 来进行管理和构建的,因为它提供了便捷的工作流程和强大的功能,使得 Rust 开发变得更加高效和可靠。

Cargo 是什么

Cargo 是 Rust 的官方构建系统和包管理器。它主要有两个作用:

主要有两个作用:

  • 项目管理:Cargo 用于创建、构建和管理 Rust 项目。通过 Cargo,你可以轻松地创建新项目,管理项目的依赖关系,并执行项目的构建、运行和测试等操作。

  • 包管理器:Cargo 还充当了 Rust 的包管理器。它允许开发者在项目中引入和管理依赖项(如第三方库),并确保这些依赖项的版本管理和兼容性。

Cargo 主要特性和功能:

  • 依赖管理:Cargo 通过 Cargo.toml 文件管理项目的依赖,这个文件列出了项目所需的所有外部库以及它们的版本。

  • 构建系统:Cargo 使用 Rust 编译器(rustc)来构建项目,它会自动处理依赖的编译和链接。

  • 包注册表:Cargo 与 crates.io 这个 Rust 社区的包注册表交互,允许开发者搜索、添加和管理第三方库。

  • 构建配置:通过 Cargo.toml 和 Cargo.lock 文件,Cargo 允许开发者配置构建选项,如编译器选项、特性(features)和目标平台。

  • 项目模板:Cargo 提供了创建新项目的模板,可以通过 cargo new 命令快速启动新项目。

  • 测试:Cargo 提供了一个简单的命令 cargo test 来运行项目的单元测试。

  • 基准测试:Cargo 支持使用 cargo bench 命令进行基准测试。

  • 发布:通过 cargo publish 命令,开发者可以将他们的库发布到 crates.io 上,供其他开发者使用。

  • 自定义构建脚本:Cargo 允许使用自定义的构建脚本来处理更复杂的构建需求。

  • 多目标项目:Cargo 支持在一个项目中定义多个目标,如可执行文件、库、测试和基准测试。

  • 跨平台构建:Cargo 支持跨多个平台构建 Rust 程序,包括 Windows、macOS、Linux 以及各种嵌入式系统。

  • 构建缓存:为了加快构建速度,Cargo 使用构建缓存来存储编译后的依赖。

  • 离线工作:Cargo 支持在没有互联网连接的情况下工作,它会自动使用本地缓存的依赖。

  • 插件系统:Cargo 允许开发者编写插件来扩展其功能。

  • 环境变量:Cargo 支持通过环境变量来覆盖默认的构建和运行行为。

Cargo 功能

Cargo 除了创建工程以外还具备构建(build)工程、运行(run)工程等一系列功能,构建和运行分别对应以下命令:

  • cargo new <project-name>:创建一个新的 Rust 项目。
  • cargo build:编译当前项目。
  • cargo run:编译并运行当前项目。
  • cargo check:检查当前项目的语法和类型错误。
  • cargo test:运行当前项目的单元测试。
  • cargo update:更新 Cargo.toml 中指定的依赖项到最新版本。
  • cargo --help:查看 Cargo 的帮助信息。
  • cargo publish:将 Rust 项目发布到 crates.io。
  • cargo clean:清理构建过程中生成的临时文件和目录。

格式化输出

打印由std:fmt进行执行

  • format!:将格式化文本写到字符串
  • print!:与 format! 类似,但将文本输出到控制台(io::stdout)。
  • println!: 与 print! 类似,但输出结果追加一个换行符。
  • eprint!:与 print! 类似,但将文本输出到标准错误(io::stderr)。
  • eprintln!:与 eprint! 类似,但输出结果追加一个换行符。

这些宏都以相同的做法解析文本。有个额外优点是格式化的正确性会在编译时检查。

例子
fn main() {
    // 通常情况下,`{}` 会被任意变量内容所替换。
    // 变量内容会转化成字符串。
    println!("Month{} {} days", 5, 31);
    println!("{0}, this is {1}. {1}, this is {0}", "Alice", "Bob");

    // 可以使用命名参数。
    println!("{subject} {verb} {object}",object="小黄 dog", subject="红帽子 fox", verb=" 都是四足小动物!");

    // 可以在 `:` 后面指定特殊的格式。
    println!("{} of {:b} people know binary, the other half don't", 1, 2);

    // 你可以按指定宽度来右对齐文本。
    // 下面语句输出 "     1",5 个空格后面连着 1。
    println!("{number:>width$}", number=1, width=6);

    // 你可以在数字左边补 0。下面语句输出 "000001"。
    println!("{number:>0width$}", number=1, width=6);

    // println! 会检查使用到的参数数量是否正确。
    println!("My name is {0}, {1} {0}", "Bond","Keny ");


}

Rust 宏

Rust 宏是一种在编译时生成代码的强大工具,允许你在编写代码时创建自定义语法扩展。宏在 Rust 中有两种类型:声明式宏和过程宏1

声明式宏

声明式宏使用 macro_rules! 关键字进行定义,基于模式匹配,可以匹配代码的结构并生成相应的代码

示例

macro_rules! greet {
    ($name:expr) => {
        println!("Hello, {}!", $name);
    };
}

fn main() {
   greet!("World");
}

过程宏

过程宏是一种更为灵活和强大的宏,允许在编译时通过自定义代码生成过程来操作抽象语法树(AST)。过程宏包括派生宏、属性宏等

示例

use proc_macro::TokenStream;
use quote::quote;
use syn;
#[proc_macro_derive(HelloMacro)]

pub fn hello_macro_derive(input: TokenStream) -> TokenStream {
   let ast = syn::parse(input).unwrap();
   impl_hello_macro(&ast)
}

fn impl_hello_macro(ast: &syn::DeriveInput) -> TokenStream {
   let name = &ast.ident;
   let gen = quote! {
     impl HelloMacro for #name {
     fn hello_macro() {
       println!("Hello, Macro! My name is {}!", stringify!(#name));
     }
    }
};

gen.into()
}

Rust List

use std::fmt; // 导入 `fmt` 模块。

// 定义一个包含单个 `Vec` 的结构体 `List`。
struct List(Vec<i32>);

impl fmt::Display for List {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        // 使用元组的下标获取值,并创建一个 `vec` 的引用。
        let vec = &self.0;

        write!(f, "[")?;

        // 使用 `v` 对 `vec` 进行迭代,并用 `count` 记录迭代次数。
        for (count, v) in vec.iter().enumerate() {
            // 对每个元素(第一个元素除外)加上逗号。
            // 使用 `?` 或 `try!` 来返回错误。
            if count != 0 { write!(f, ", ")?; }
            write!(f, "{}", v)?;
        }

        // 加上配对中括号,并返回一个 fmt::Result 值。
        write!(f, "]")
    }
}

fn main() {
    let v = List(vec![1, 2, 3]);
    println!("{}", v);
}

Rust Cms

Rust 支持的性能:RSCMS 利用 Rust 的速度和可靠性来提供高性能内容管理功能,确保最佳效率和可扩展性。

模块化架构:借助灵活的模块化架构,开发人员可以轻松扩展和自定义 RSCMS,以满足其特定的内容管理需求。

用户友好的界面:RSCMS 为内容创建、编辑和发布提供了一个直观且用户友好的界面,使用户能够轻松有效地管理其数字内容。

安全性和可靠性:RSCMS 在构建时充分考虑了安全性,优先考虑数据保护和系统完整性,为管理敏感内容提供了安全的环境。

社区驱动的开发:RSCMS 是一个开源项目,欢迎社区为增强功能、修复错误和推动持续改进做出贡献。后续会继续研究Rust Cms。


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