Rust 学习笔记_rust编程语言 笔记

Rust 学习笔记

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Hello, World!

fn main() {
	println!("Hello, World!");
}
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编译与运行Rust程序

• 编译：rustc main.rs
• 运行：
  • Windows：.\main.exe
  • Linux/Mac：./main

Rust程序解剖

• 定义函数：fn main() {}
  • 没有参数，没有返回
• main 函数很特别，它是每个Rust可执行程序最先运行的代码
• 打印文本：println!("Hello, World!")
  • Rust的缩进是4个空格，而不是tab
  • println! 是一个Rust macro（宏）
    • 如果是函数的话，就没有!
  • "Hello, World!"是字符串，它是println!的参数
  • 这行代码以;结尾

编译和运行是单独的两步

• 运行Rust程序之前必须编译，命令为rustc 源文件名
  • rustc main.rs
• 编译成功后，会生成一个二进制文件
  • 在Windows上还会生成一个.pdb文件，里面包含调试信息
• Rust是ahead-of-time编译的语言
  • 可以先编译程序，然后把可执行文件交给别人运行（无需安装Rust）
• rustc 只适合编译简单的Rust程序

Hello Cargo

Cargo

• Caogo是Rust的构建系统和包管理工具
  • 构建代码、下载依赖的库、构建这些库…
• 安装Rust的时候会安装Cargo
  • cargo --version

使用Cargo创建项目

• 创建项目：cargo new hello_cargo
  • 项目名称也是hello_cargo
  • 会创建一个新的目录hello_cargo
    • Cargo.toml
    • src目录
      • main.rs
    • 初始化了一个新的GIt仓库，.gitignore
      • 可以使用其他VCS或不使用VCS：cargo new 的时候使用 --vcs 这个flag

Cargo.toml

• TOML(Tom’s Obvious, Minimal Language)格式，是Cargo的配置格式
• [package]，是一个区域标题，表示下方的内容是用来配置包(package)的
  • name，项目名
  • version，项目版本
  • authors，项目作者
  • edition，使用的Rust版本
• [dependencies]，另一个区域的开始，它会列出项目的依赖项
• 在Rust里面，代码的包称做crate

src/main.rs

• cargo生成的main.rs在是src目录下
• 而Cargo.toml在项目顶层下
• 源代码都应该在src目录下
• 顶层目录可以放置：README、许可信息、配置文件和其他与程序源码无关的文件
• 如果创建项目时没有使用cargo，也可以把项目转换为使用cargo：
  • 把源代码文件移动到src下
  • 创建Cargo.toml并填写相应配置

构建项目 cargo build

• cargo build
  • 创建可执行文件：target/debug/hello_cargo 或 target\debug\hello_cargo.exe (Windows)
  • 运行可执行文件：./target/debug/hello_cargo 或 .\target\debug\hello_cargo.exe (Windows)
• 第一次运行cargo build会在顶层目录生成cargo.lock文件
  • 该文件负责追踪项目依赖的精确版本
  • 不需要手动修改该文件

运行项目 cargo run

• cargo run，编译代码+执行结果
  • 如果之前编译成功过，并且源码没有改变，那么就会直接运行二进制文件

cargo check

• cargo check，检查代码，确保能通过编译，但是不产生任何可执行文件
• cargo check 要比 cargo build 快得多
  • 编写代码的时候可以连续反复使用cargo check检查代码，提高效率

为发布构建

• cargo build --release
  • 编译时会进行优化
    • 代码会运行得更快，但是编译时间更长
  • 会在target/release而不是target/debug生成可执行文件
• 两种配置：
  • 一个开发
  • 一个正式发布

建议尽量使用Cargo

猜数游戏——一次猜测

游戏目标

• 生成一个1-100之间的随机数
• 提示玩家输入一个猜测
• 猜完之后，程序会提示猜测太小了还是太大了
• 如果猜测正确，那么打印一个庆祝信息，程序退出

代码实现

use std::io;  
use std::cmp::Ordering;  
use rand::Rng;  
  
fn main() {  
    println!("猜数！");  
    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1, 101); // [1, 101)  
    // println!("神秘数字是：{}", secret_number);  
    loop {  
        println!("猜测一个数(1~100)");  
        let mut guess = String::new();  
        io::stdin().read_line(&mut guess).expect("无法读取行");  
        println!("你猜测的数是：{}", guess);  
        let guess: u32 = match guess.trim().parse() {  
            Ok(num) => num,  
            Err(_) => continue,  
        };  
        match guess.cmp(&secret_number) {  
            Ordering::Less => println!("你猜的数小了"),  
            Ordering::Greater => println!("你猜的数太大了"),  
            Ordering::Equal => {  
                println!("恭喜你，猜中了！！！");  
                break;            
			}  
        }  
    }  
}
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通用的编程概念

变量与可变性

• 声明变量使用let关键字
• 默认情况下，变量是不可变的（Immutable）
• 声明变量时，在变量前面加上mut关键字，就可以使变量可变

变量与常量

• 常量（constant），常量在绑定值以后也是不可变的，但是它与不可变的变量有很多区别：
  • 不可以使用mut，常量永远都是不可变的
  • 声明常量使用const关键字，它的类型必须被标注
  • 常量可以在任何作用域内进行声明，包括全局作用域
  • 常量只可以绑定到常量表达式，无法绑定到函数的调用结果或只有在运行时才能计算出的值
• 在程序运行期间，常量在其声明的作用域内一直有效
• 命名规范：Rust里常量使用全大写字母，每个单词之间用下划线分开，例如：
  • MAX_POINT
• 例子：const MAX_POINT: u32 = 100_000;

Shadowing（隐藏）

• 可以使用相同的名字声明新的变量，新的变量就会shadow（隐藏）之前声明的同名变量
  • 在后续的代码中这个变量名代表的就是新的变量
• shadow和把变量标记为mut是不一样的：
  • 如果不使用let关键字，那么重新给非mut的变量赋值会导致编译时错误
  • 而使用let声明的同名新变量，也是不可变的
  • 使用let声明的同名新变量，它的类型可以与之前不同

数据类型

• 标量和复合类型
• Rust是静态编译语言，在编译时必须知道所有变量的类型
  • 基于使用的值，编译器通常能够推断出它的具体类型
  • 但如果可能的类型比较多，就必须添加类型的标注，否则编译会报错

标量类型

• 一个标量类型代表一个单个的值
• Rust有4个主要的标量类型：
  • 整数类型
  • 浮点类型
  • 布尔类型
  • 字符类型

整数类型

• 整数类型没有小数部分
• 例如 u32 就是一个无符号的整数类型，占据32位的空间
• 无符号整数类型以 u 开头
• 有符号整数类型以 i 开头
• Rust的整数类型：

• 有符号的范围：$$2^n-1到2^{n-1}-1$$
• 无符号范围：$$0到2^n-1$$

isize 和 usize 类型

• isize 和 usize 类型的位数由程序运行的计算机的架构所决定：
  • 如果是64位计算机，那就是64位的
  • …
• 使用 isize 和 usize 的主要场景是对某种集合进行索引操作

整数字面值

• 除了 byte 类型外，所有的数值字面值都允许使用类型后缀
  • 例如：57u8
• 如果你不太清楚应该使用哪种类型，可以使用Rust相应的默认类型
• 整数的默认类型就是i32
  • 总体上来说速度很快，即使在64位系统中

整数溢出

• 例如：u8 的范围是0 ~ 255，如果你把一个u8变量的值设为256，那么：
  • 调试模式下编译：Rust会检查整数溢出，如果发生溢出，程序在运行时就会panic
  • 在发布模式下（–release）编译：Rust不会检查可能导致panic的整数溢出
    • 如果溢出发生：Rust会执行”环绕“操作：
      • 256变成0，257变成1…
      • 但程序不会panic

浮点类型

• Rust有2种基础的浮点类型，也就是含有小数部分的类型
  • f32，32位，单精度
  • f64，64位，双精度
• Rust 的浮点类型采用了 IEEE-754 标准来表述
• f64 是默认类型，因为在现代CPU上 f64 和 f32 的速度差不多，而且精度更高

布尔类型

• Rust的布尔类型也有2个值：true 和 false
• 一个字节大小
• 符号是bool

字符类型

• Rust语言中 char 类型被用来描述语言中最基础的单个字符
• 字符类型的字面值使用单引号
• 占用4字节大小
• 是Unicode标量值，可以表示比ASCII多得多的字符内容：拼音、中日韩文、零长度空白符、emoji表情等
  • U+0000 到 U+D7FF
  • U+E000 到 U+10FFF
• 但是Unicode中并没有”字符“的概念，所以直觉上认识的字符也许与Rust中的概念并不相符

let x := 'z';
let y : char = 'Z';
let z = '
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