Rust-01 启航 - trickyrat

所谓工欲善其事必先利其器，我们学习Rust当然需要安装Rust。我们可以从Rust官网下载rustup工具进行rust的安装。安装完成后，我们在命令行中输入rustc --version便可以查看我们所安装rust的版本。

笔者推荐在Windows平台使用PowerShell Core和Windows Terminal

Rust相关命令

安装好 rust 后，我们需要了解几个东西

rustc

rustc是 rust 的编译器，负责将 rs 文件源码编译到可运行文件或者库的二进制代码

rustup

rustup是 rust 的升级管理工具，负责升级 rust 的版本，常用命令rustup update用来升级 rust

cargo

一般都不直接使用rustc来直接编译 rs 文件，而是选择cargo。 cargo是 Rust 的包管理器，可以用来创建项目、安装依赖、类型检测、编译、运行以及测试项目等功能。cargo是一个功能强大的工具。cargo run能够自动化调用rustc` 对 rs 文件进行编译产出二进制文件并运行二进制文件。

常用cargo命令

详细的说明可以查看官方文档。

现在能够开发 rust 的工具已经有很多了，比如 Jetbrains 家的Clion（需要添加 rust 插件）或者 Microsoft家的VS Code(需要安装rust-analyzer扩展)

Hello World!

既然已经有了 rust 的运行环境，那么我们便开始创建第一个 rust 项目。使用cargo new hello-world命令创建一个名为hello-world的项目，然后cd hello-world进入项目目录后可以看到项目的结构

C:.
│  .gitignore
│  Cargo.toml
│
└─src
        main.rs

项目根路径会有一个Cargo.toml和一个src\main.rs，其中Cargo.toml文件是负责配置 cargo 和项目依赖项，main.rs 文件则是程序的入口点，main.rs 里的代码

fn main() {
    println!("Hello, world!");
}

简单易懂，关键字fn用来声明这是一个无返回值名称为main的 function，然后函数体内调用 rust 的输出宏println!输出了Hello, world!

在 Rust 中所有的函数调用都是必须有返回值的表达式，无返回值的返回一个空的 tuple 表示或者省略不写。

fn foo() -> () {}
// 二者等效
fn foo() {}

我们运行cargo build，对项目进行编译，默认情况下是生成带有 debug 信息并且没有优化的代码，可以得到下图所示内容

而添加--release参数后，则会生成不带 debug 信息且优化后的代码，如下图所示（这一般是在正式发布时使用）

执行cargo build命令后会在项目目录下生成一个 target 文件夹，target 文件夹中的内容就是编译生成的结果。根据cargo build后面添加的参数会生成两个文件夹，即release和debug。

也可以直接运行cargo run命令直接运行项目，这个命令就相当于cargo build && ./debug/hello-world.exe先编译项目然后再执行编译后的可执行文件。和cargo build一样默认是生成 debug 代码，带上--release参数后则是 release 代码。
下图是cargo run所显示信息

下图是cargo run --release所显示信息

在项目文件夹中找到Cargo.toml文件，这个文件便是 Rust 项目的依赖项配置文件

在这个文件里对项目进行配置，比如我现在需要使用随机数，那么我只需要在[dependencies]下面添加rand = "0.8.3"，然后项目运行时，cargo 会自己进行依赖还原，将详细的包写入Cargo.lock文件中

并且会自动去解析引入包的依赖，这和 npm 相似。

猜数字游戏

我们现在可以写一个小游戏来走一遍 Rust 项目创建到运行的流程
使用cargo new创建一个新的项目，然后在Cargo.toml文件中的[dependencies]下面添加rand = "0.8.3"

打开main.rs，并添加以下代码

use rand::Rng;
use std::cmp::Ordering;
use std::io;

fn guess() {
    println!("Guess the number!");
    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1..101);
    loop {
        println!("Please input your guess.");
        let mut buffer = String::new();
        io::stdin()
            .read_line(&mut buffer)
            .expect("Failed to read line!");
        let number: i32 = match buffer.trim().parse() {
            Ok(num) => num,
            Err(_) => continue,
        };
        match number.cmp(&secret_number) {
            Ordering::Less => println!("Too small!"),
            Ordering::Greater => println!("Too big!"),
            Ordering::Equal => {
                println!("You win!");
                break;
            }
        }
    }
}

fn main() {
    guess();
}

这些代码也很容易理解。use std::io;、use std::cmp::Ordering;和use rand::Rng;分别引入我们需要的模块。
std::io用来获取输入的数字，std::cmp::Ordering用来比较输入的数字和随机数的大小，rand::Rng用来生成随机数。
然后我们声明了一个无参数和无返回值的函数 guess。函数里主要是输出一行提示用户输入的提示信息和生成范围在[1,101)的随机整数，并根据用户输入的数字与随机数进行比较，直到用户猜测数字等于随机数字后结束程序。
我们需要处理用户的输入，在 rust 中使用io::stdin().read_line()从标准输入流中获取用户的输入，因为read_line()返回的是Result<usize>，在 rust 中Result<T>都可以使用 match（模式匹配）来对结果进行处理。loop在 rust 中是开启一个无线循环，根据内部的 break 来跳出循环，这里我们根据用户输入的数字和产生的随机数字比较结果作为是否结束循环的条件。在 rust 中，我们需要着重的学习match模式匹配，这里number.cmp返回一个Ordering，我们可以根据不同的结果进行不同处理，这和 if 条件判断类似，但是代码的可读性变高了，更利于理解，在 rust 中尽量使用模式匹配来进行逻辑判断以便减少 bug。main函数就是简单地调用guess函数。

使用cargo run后，我们会得到以下信息

至此，我们了解了 rust 的安装和各种命令以及创建并运行一个 rust 项目的所有流程。

部分内容和代码参考Rust官网

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