Rust学习入门

介绍

特性:

高性能,内存利用率高,没有运行时和垃圾回收

可靠 , 丰富的类型系统和所有权模型保证内存和线程安全,编译器可以消除各种错误

生产力, 包管理器、构建工具一流, 多编辑器支持自动补齐和格式化代码

应用场景:

命令行工具,无需解释程序,直接生成目标可执行程序

web应用, 可以直接生成WebAssembly

网络服务器, 极低的资源可以做到安全高效,具备大规模并发处理能力

嵌入式设备, 具备javascript一般的高效开发语法和c语言的执行效率,支持底层平台开发

环境搭建、IDE

mac 上安装rust,使用rustup 管理工具链

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

升级rust

rustup update

卸载rust

rustup self uninstall

验证rust 是否安装

rustc --version
rustc 1.60.0 (7737e0b5c 2022-04-04)

IDE 采用Visual Studio Code, 然后安装两个插件: rls 和 Navite Debug

接下来创建项目运行输出Hello world程序

终端执行以下命令,创建rust-demo项目,会生成hello world 程序代码

cargo new rust-demo

编译执行 cargo build 以及cargo run 命令

cargo build
   Compiling rust-demo v0.1.0 (/Users/xx/vs-workspace/rust-demo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 1.55s
cargo run
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.00s
     Running `target/debug/rust-demo`
Hello, world!

Cargo 是 Rust 的构建系统和包管理器。Rust 开发者常用 Cargo 来管理 Rust 工程和获取工程所依赖的库

cargo check 检查代码,确保能通过编译,但是不产生可执行文件

发布应用:

cargo build --release

编译会进行优化,运行更快,编译时间更长

rust cargo build一直出现 Blocking waiting for file lock on package cache问题解决方案:

如果确定没有多个程序占用，可以删除rm -rf ~/.cargo/.package-cache，然后再执行

猜数游戏

目标: 生成1到100随机数, 提示玩家输入一个猜测, 猜完提示猜测太小还是太大. 猜测正确,打印庆祝信息,程序输出

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

fn main() {
    println!("猜数游戏");
    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1..101);

    loop {
        println!("猜测一个数");
        let mut guess = String::new();

        io::stdin().read_line(&mut guess).expect("无法读取行");

        let guess: u32 = match guess.trim().parse(){
            Ok(num) => num,
            Err(_) => continue,
        };

        println!("你猜测的数据是{}", guess);

        match guess.cmp(&secret_number) {
            Ordering::Less => println!("Too small"),
            Ordering::Greater => println!("Too big"),
            Ordering::Equal => {
                println!("You win");
                break;
            },
        }
    }
}

rust库下载: https://crates.io/

数据类型和函数

常量和变量: 常量 const, 变量 let 声明

shadowing: 可以使用相同的名字声明新的变量,新的变量会隐藏之前声明的同名变量, 使用let声明的同名新变量, 它的类型可以与之前的不一样.

标量类型:

整数类型 isize和usize的位数由计算机的架构所决定,使用场景主要对某种集合进行索引操作,整数默认类型是i32

浮点类型 f32 单精度, f64 双精度 。 默认类型是f64

布尔类型 bool 一个字节大小

字符类型 char 四个字节大小 , Unicode变量值

复合类型:

Tuple let tup:(i32, f64, u8) = (500, 6.4, 1) , 访问tup: tup.0, tup.1, tup.2

数组 let a:[i32; 5] = [1,2,3,4,5] 数组是stack上分配的单个块的内存

函数:

声明使用fn关键字

函数和变量名使用snake case , 所有字母小写,单词之间用下划线分开

函数签名必须声明每个参数的类型

-> 声明函数返回值的类型

返回值就是函数体最后一个表达式的值,提前返回使用return关键字

注释分以下几种:

1. // /* */  单行
2./*
 */
 多行注释
3. 用 /// 作为说明文档注释的开头

Cargo 具有 cargo doc 功能，开发者可以通过这个命令将工程中的说明注释转换成 HTML 格式的说明文档。

控制结构

if else: 使用多于一个else if 可以使用match 重构代码

loop循环: break 中止循环

while 循环:

for循环安全、简洁,在rust里用的最多

所有权

rust特性,让rust无需GC就可以保证内存安全

rust内存是通过一个所有权系统来管理,包含一组编译器在编译时检查的规则, 程序运行时,所有权特性不会减慢程序的运行速度

栈内存和堆内存

stack 按值接收顺序存储,后进先出

所有存储在stack必须拥有已知的固定的大小

编译时大小未知或运行时大小可能发生变化的数据必须存在heap上

指针存放在stack中

访问heap数据比stack慢,需要通过指针才能找到heap中的数据

当变量走出作用域,内存会立即自动的交还给系统

应用和借用, & 表示应用. 在特定作用域内,对于某一块数据,只能有一个可变的引用

创建同一个变量的多个可变引用

fn main() {
     let mut s = String::from("hello")
     {
         let s1 = &mut s;
     }

     let s2 = &mut s;

    }

不可以同时拥有一个可变应用和一个不可变的引用,多个可变的引用是可以的