Rust编程入门

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简介

Rust是一种由Mozilla开发的系统级编程语言，专注于速度、内存安全和并行处理。它通过所有权模型、借用检查器及生命周期概念，在编译时确保内存安全，有效避免了空指针异常、悬挂指针和数据竞争等问题。Rust支持高效的并发编程，并提供了高层次抽象而无运行时开销，保证程序性能。其自带的包管理和构建工具Cargo简化了依赖管理和构建流程。Rust适用于多种场景，包括操作系统、嵌入式系统、WebAssembly、游戏开发及高性能网络服务。凭借现代化的语法、强大的工具链支持（如rustfmt和clippy）以及跨平台兼容性，Rust在追求高效和安全的项目中展现出色。活跃的开源社区和丰富的学习资源进一步增强了它的吸引力，使其成为开发下一代可靠软件的理想选择。

创建Rust项目

  1. 安装Rust: 各种系统中Rust的安装，请参考Rust官网说明. 在ArchLinux环境下，安装命令为 

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    sudo pacman -S rust

  2. 创建新项目 

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    cargo new hello_world
    cd hello_world

    运行cargo new hello_world后，会建立一个文件夹hello_world, 其内部包含：Cargo.lock,Cargo.toml,src,target.

  3. 编辑src/main.rs: 打开src/main.rs文件，并添加一些简单的Rust代码，比如打印斐波那契数列的前10项： 

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    fn fibonacci(n: u32) -> u32 {
        match n {
            0 => 0,
            1 => 1,
            _ => fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2),
        }
    }

    fn main() {
        for i in 0..10 {
            println!("fibonacci({}) = {}", i, fibonacci(i));
        }
    }

  4. 编译并运行项目： 

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    cargo run

    运行上述命令后，将输出斐波那契数列的前10项。

使用EVCXR进行交互式探索

为了能够更灵活地试验代码片段而不必每次都通过cargo run执行整个程序，我们可以使用evcxr，这是一个为Rust设计的Jupyter内核，也可以作为独立的REPL使用。

  1. 安装EVCXR: 

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    cargo install evcxr

  2. 启动EVCXR 

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    evcxr

  3. 在EVCXR中试验代码：一旦进入了evcxr环境，您可以直接输入Rust表达式或小段代码进行试验，例如尝试上面定义的斐波那契函数： 

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    // 定义斐波那契函数
    :dep num_traits

    fn fibonacci(n: u32) -> u32 {
        match n {
            0 => 0,
            1 => 1,
            _ => fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2),
        }
    }

    // 测试斐波那契函数
    for i in 0..10 {
        println!("fibonacci({}) = {}", i, fibonacci(i));
    }

    请注意，在evcxr中，您可能需要先声明对外部依赖项（如果有的话）使用:dep命令。在这个特定的例子中，我们实际上不需要额外的依赖项，所以可以忽略:dep num_traits这一行。 通过这种方式，您可以在不离开终端的情况下快速测试Rust代码片段，这对于学习语言特性、调试问题或简单地验证想法都非常有用。此外，由于evcxr支持类似Jupyter notebook的交互方式，它也适合用于教学和演示目的。

Rust代码编译

  1. 确保处于正确的目录: 请确保您位于包含Cargo.toml文件的项目根目录下。这个文件定义了项目的配置、依赖和其他相关信息。在上述例子中，就是位于目录hello_world下.

  2. 编译项目： 

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    cargo build

    这将根据当前环境（调试或发布）编译项目。默认情况下，cargo build会在调试模式下进行编译，生成的二进制文件会位于target/debug/目录下。

  3. 编译优化版本（发布模式）:

    编译优化后的版本（适用于生产环境）
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    cargo build --release

    这将在target/release/目录下生成经过优化的二进制文件。相比调试模式，发布模式下的编译会花费更多时间，但是生成的二进制文件通常更小且执行速度更快。

  4. 直接运行可执行文件:

  • 对于调试模式编译的二进制文件，可以直接从target/debug/目录下运行： 
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    ./target/debug/your_project_name
  • 对于发布模式编译的二进制文件，则从target/release/目录下运行： 
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    ./target/release/your_project_name

    这里的your_project_name是指您Cargo项目的名称，也就是Cargo.toml文件中的[package] name字段所指定的名字。