Rust Hello, World!

2023-03-22 15:07 更新
ch01-02-hello-world.md
commit 3709acaf30b7e8e520c53e02aa8081f33f4a4c17

既然安装好了 Rust,我们来编写第一个 Rust 程序。当学习一门新语言的时候,使用该语言在屏幕上打印 Hello, world! 是一项传统,我们将沿用这一传统!

注意:本书假设你熟悉基本的命令行操作。Rust 对于你的编辑器、工具,以及代码位于何处并没有特定的要求,如果你更倾向于使用集成开发环境(IDE),而不是命令行,请尽管使用你喜欢的 IDE。目前很多 IDE 都在一定程度上支持 Rust;查看 IDE 文档以了解更多细节。Rust 团队一直致力于借助 ​rust-analyzer​ 提供强大的 IDE 支持。详见附录 D

创建项目目录

首先创建一个存放 Rust 代码的目录。Rust 并不关心代码的存放位置,不过对于本书的练习和项目来说,我们建议你在 home 目录中创建 projects 目录,并将你的所有项目存放在这里。

打开终端并输入如下命令创建 projects 目录,并在 projects 目录中为 “Hello, world!” 项目创建一个目录。

对于 Linux、macOS 和 Windows PowerShell,输入:

$ mkdir ~/projects
$ cd ~/projects
$ mkdir hello_world
$ cd hello_world

对于 Windows CMD,输入:

> mkdir "%USERPROFILE%\projects"
> cd /d "%USERPROFILE%\projects"
> mkdir hello_world
> cd hello_world

编写并运行 Rust 程序

接下来,新建一个源文件,命名为 main.rs。Rust 源文件总是以 .rs 扩展名结尾。如果文件名包含多个单词,那么按照命名习惯,应当使用下划线来分隔单词。例如命名为 hello_world.rs,而不是 helloworld.rs

现在打开刚创建的 main.rs 文件,输入示例 1-1 中的代码。

文件名: main.rs

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

示例 1-1: 一个打印 Hello, world! 的程序

保存文件,并回到当前目录为“~/projects/hello_world”的终端窗口。在 Linux 或 macOS 上,输入如下命令,编译并运行文件:

$ rustc main.rs
$ ./main
Hello, world!

在 Windows 上,输入命令 .\main.exe,而不是 ./main

> rustc main.rs
> .\main.exe
Hello, world!

不管使用何种操作系统,终端应该打印字符串 Hello, world!。如果没有看到这些输出,回到安装部分的 “故障排除” 小节查找有帮助的方法。

如果 Hello, world! 出现了,恭喜你!你已经正式编写了一个 Rust 程序。现在你成为一名 Rust 程序员,欢迎!

分析这个 Rust 程序

现在,让我们回过头来仔细看看这个 “Hello, world!” 程序。这是第一块拼图:

fn main() {

}

这几行定义了一个名叫 main 的函数。main 函数是一个特殊的函数:在可执行的 Rust 程序中,它总是最先运行的代码。第一行代码声明了一个叫做 main 的函数,它没有参数也没有返回值。如果有参数的话,它们的名称应该出现在小括号 () 中。

函数体被包裹在 {} 中。Rust 要求所有函数体都要用花括号包裹起来。一般来说,将左花括号与函数声明置于同一行并以空格分隔,是良好的代码风格。

注:如果你希望在 Rust 项目中保持一种标准风格,可以使用名为 ​rustfmt ​的自动格式化工具将代码格式化为特定的风格(更多内容详见附录 D 中的 ​rustfmt​)。Rust 团队已经在标准的 Rust 发行版中包含了这个工具,就像 ​rustc ​一样。所以它应该已经安装在你的电脑中了!

在 main 函数中有如下代码:

println!("Hello, world!");

这行代码完成这个简单程序的所有工作:在屏幕上打印文本。这里有四个重要的细节需要注意。首先 Rust 的缩进风格使用 4 个空格,而不是 1 个制表符(tab)。

第二,println! 调用了一个 Rust 宏(macro)。如果是调用函数,则应输入 println(没有!)。我们将在第十九章详细讨论宏。现在你只需记住,当看到符号 ! 的时候,就意味着调用的是宏而不是普通函数,并且宏并不总是遵循与函数相同的规则。

第三,"Hello, world!" 是一个字符串。我们把这个字符串作为一个参数传递给 println!,字符串将被打印到屏幕上。

第四,该行以分号结尾(;),这代表一个表达式的结束和下一个表达式的开始。大部分 Rust 代码行以分号结尾。

编译和运行是彼此独立的步骤

你刚刚运行了一个新创建的程序,那么让我们检查此过程中的每一个步骤。

在运行 Rust 程序之前,必须先使用 Rust 编译器编译它,即输入 rustc 命令并传入源文件名称,如下:

$ rustc main.rs

如果你有 C 或 C++ 背景,就会发现这与 gcc 和 clang 类似。编译成功后,Rust 会输出一个二进制的可执行文件。

在 Linux、macOS 或 Windows 的 PowerShell 上,在 shell 中输入 ls 命令可以看见这个可执行文件。在 Linux 和 macOS,你会看到两个文件。在 Windows PowerShell 中,你会看到同使用 CMD 相同的三个文件。

$ ls
main  main.rs

在 Windows 的 CMD 上,则输入如下内容:

> dir /B %= the /B option says to only show the file names =%
main.exe
main.pdb
main.rs

这展示了扩展名为 .rs 的源文件、可执行文件(在 Windows 下是 main.exe,其它平台是 main),以及当使用 CMD 时会有一个包含调试信息、扩展名为 .pdb 的文件。从这里开始运行 main 或 main.exe 文件,如下:

$ ./main # Windows 是 .\main.exe

如果这里的 main.rs 是上文所述的 “Hello, world!” 程序,那么在终端上就会打印出 Hello, world!

如果你更熟悉动态语言,如 Ruby、Python 或 JavaScript,则可能不习惯将编译和运行分为两个单独的步骤。Rust 是一种 预编译静态类型ahead-of-time compiled)语言,这意味着你可以编译程序,并将可执行文件送给其他人,他们甚至不需要安装 Rust 就可以运行。如果你给他人一个 .rb.py 或 .js 文件,他们需要先分别安装 Ruby,Python,JavaScript 实现(运行时环境,VM)。不过在这些语言中,只需要一句命令就可以编译和运行程序。这一切都是语言设计上的权衡取舍。

仅仅使用 rustc 编译简单程序是没问题的,不过随着项目的增长,你可能需要管理你项目的方方面面,并让代码易于分享。接下来,我们要介绍一个叫做 Cargo 的工具,它会帮助你编写真实世界中的 Rust 程序。


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