Rust 基础入门 - Rust

01. Rust 的安装和 Hello World

用 rustup 安装 Rust 是最标准的方式，它会装好编译器 rustc、包管理器 cargo、和工具链。cargo new 创建项目，cargo build 编译，cargo run 编译加运行。Rust 编译出来的二进制非常小而且没有运行时依赖，因为静态链接了所有东西。

rust

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

// 创建项目
// cargo new hello_world
// cd hello_world
// cargo run

fn main() {
    println!("你好，世界！");
}

println! 是宏不是函数，感叹号是宏调用的标志。

02. 变量、不可变和所有权初探

Rust 最大的特色就是所有权系统。变量默认不可变，想可变要加 mut。所有权规则三句话：每个值有且只有一个所有者；值在任一时刻只能有一个可变引用或多个不可变引用；引用不能比它引用的值活得久。这套规则让 Rust 不需要垃圾回收也能保证内存安全。

rust

fn main() {
    // 不可变
    let x = 5;
    // x = 6; // 编译错误
    
    // 可变
    let mut y = 10;
    y = 20;
    
    // 变量遮蔽（shadowing）
    let z = 5;
    let z = z + 1; // 新变量，可以改类型
    
    // 所有权转移
    let s1 = String::from("hello");
    let s2 = s1; // s1 所有权转移到 s2，s1 不能用了
    // println!("{}", s1); // 编译错误
}

变量遮蔽（shadowing）和 mut 不同，shadowing 是新变量可以换类型。mut 是原变量改值不能换类型。

03. 基本数据类型

Rust 是强静态类型语言，基本类型有：整数（i8/u8 到 i128/u128，默认 i32）、浮点数（f32/f64）、布尔、字符（Unicode 4字节）。还有复合类型：元组（不同类型组合）、数组（同类型固定长度，存在栈上）。字符串有两种：&str 是借用字面量，String 是堆上可变字符串。

rust

fn main() {
    let a: i32 = 42;
    let b: f64 = 3.14;
    let c: bool = true;
    let d: char = '中'; // 注意 char 用单引号
    
    // 元组
    let tup: (i32, f64, char) = (500, 6.4, 'A');
    let (x, y, z) = tup; // 解构
    let first = tup.0;    // 点索引
    
    // 数组
    let arr: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];
    let zeros = [0; 5]; // [0, 0, 0, 0, 0]
    
    // 字符串
    let s: &str = "hello";        // 字面量，不可变引用
    let mut owned = String::from("hello"); // 可变堆字符串
    owned.push_str(" world");
}

数组长度是类型的一部分，[i32; 5] 和 [i32; 3] 是不同的类型。

04. 函数和控制流

Rust 函数用 fn 声明，参数和返回值都要标注类型。最后一行不加分号就是返回值（表达式返回）。if 是表达式可以直接赋值给变量。loop 无限循环，while 条件循环，for 遍历集合。match 是超级加强版的 switch，穷尽所有可能，配合枚举威力无穷。

rust

fn add(x: i32, y: i32) -> i32 {
    x + y // 不加分号，返回值
}

fn main() {
    // if 是表达式
    let num = if true { 5 } else { 6 };
    
    // match 匹配
    let x = 3;
    match x {
        1 => println!("一"),
        2 | 3 => println!("二三"),
        _ => println!("其他"), // _ 是通配符
    }
    
    // for 遍历
    let arr = [10, 20, 30];
    for elem in arr {
        println!("{}", elem);
    }
    
    for i in 0..5 { // 0 到 4，不含 5
        println!("{}", i);
    }
}

match 要求覆盖所有可能，编译器会检查是否有遗漏的分支，这是防止 bug 的利器。

05. 常用宏：println、vec、panic

Rust 的宏功能非常强大，在编译时展开成代码。println! 格式化输出，format! 格式化字符串返回，vec! 快速创建动态数组 Vec。panic! 触发不可恢复错误，程序崩溃。dbg! 打印变量值和位置，调试神器。宏的名称后面都带感叹号，很容易和函数区分。

rust

fn main() {
    // 打印
    let name = "小明";
    println!("你好, {}!", name);
    println!("{name} 今年 {age} 岁", name = "小明", age = 18);
    
    // 格式化字符串
    let s = format!("用户: {name}");
    
    // 创建 Vec
    let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
    let zeros = vec![0; 10]; // 10个0
    
    // 调试打印
    let x = 42;
    let y = dbg!(x * 2); // 输出: [src/main.rs:行号] x * 2 = 84
    
    // panic
    // panic!("出错了！");
    
    // 断言
    assert_eq!(2 + 2, 4);
}

dbg! 宏会打印文件名、行号和表达式值，最后返回值的所有权，调试时比 println 方便太多。

知识测验

第 1/4 题正确 0

Rust 中变量默认是什么特性？

所有权系统