少说多做：给我看代码

你将学到： 你的第一个 Rust 程序——fn main()、println!()，以及 Rust 宏与 C/C++ 预处理器宏的根本差异。学完后你将能编写、编译并运行简单的 Rust 程序。

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

• 上述语法对熟悉 C 风格语言的人应该很亲切
  • Rust 中所有函数以 fn 关键字开头
  • 可执行文件的默认入口点是 main()
  • println! 看起来像函数，实际上是宏。Rust 宏与 C/C++ 预处理器宏截然不同——它们是卫生的、类型安全的，操作语法树而非文本替换
• 两种快速尝试 Rust 片段的方式：
  • 在线：Rust Playground——粘贴代码、点击 Run、分享结果。无需安装
  • 本地 REPL：安装 evcxr_repl 获得交互式 Rust REPL（类似 Python REPL，但用于 Rust）：

cargo install --locked evcxr_repl
evcxr   # Start the REPL, type Rust expressions interactively

Rust 本地安装

• 可通过以下方式本地安装 Rust
  • Windows：https://static.rust-lang.org/rustup/dist/x86_64-pc-windows-msvc/rustup-init.exe
  • Linux / WSL：curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
• Rust 生态由以下组件构成
  • rustc 是独立编译器，但很少直接使用
  • 首选工具 cargo 是瑞士军刀，用于依赖管理、构建、测试、格式化、lint 等
  • Rust 工具链有 stable、beta 和 nightly（实验性）通道，我们使用 stable。用 rustup update 升级每六周发布的 stable 安装
• 我们还会安装 VSCode 的 rust-analyzer 插件

Rust 包（crate）

• Rust 二进制文件通过包（下文称 crate）创建
  • crate 可独立存在，也可依赖其他 crate。依赖 crate 可以是本地或远程。第三方 crate 通常从名为 crates.io 的中央仓库下载。
  • cargo 工具自动处理 crate 及其依赖的下载。概念上等同于链接 C 库
  • crate 依赖在名为 Cargo.toml 的文件中声明。它还定义 crate 的目标类型：独立可执行文件、静态库、动态库（较少见）
  • 参考：https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/cargo-targets.html

Cargo 与传统 C 构建系统对比

依赖管理对比

graph TD
    subgraph "Traditional C Build Process"
        CC["C Source Files<br/>(.c, .h)"]
        CM["Manual Makefile<br/>or CMake"]
        CL["Linker"]
        CB["Final Binary"]
        
        CC --> CM
        CM --> CL
        CL --> CB
        
        CDep["Manual dependency<br/>management"]
        CLib1["libcurl-dev<br/>(apt install)"]
        CLib2["libjson-dev<br/>(apt install)"]
        CInc["Manual include paths<br/>-I/usr/include/curl"]
        CLink["Manual linking<br/>-lcurl -ljson"]
        
        CDep --> CLib1
        CDep --> CLib2
        CLib1 --> CInc
        CLib2 --> CInc
        CInc --> CM
        CLink --> CL
        
        C_ISSUES["[ERROR] Version conflicts<br/>[ERROR] Platform differences<br/>[ERROR] Missing dependencies<br/>[ERROR] Linking order matters<br/>[ERROR] No automated updates"]
    end
    
    subgraph "Rust Cargo Build Process"
        RS["Rust Source Files<br/>(.rs)"]
        CT["Cargo.toml<br/>[dependencies]<br/>reqwest = '0.11'<br/>serde_json = '1.0'"]
        CRG["Cargo Build System"]
        RB["Final Binary"]
        
        RS --> CRG
        CT --> CRG
        CRG --> RB
        
        CRATES["crates.io<br/>(Package registry)"]
        DEPS["Automatic dependency<br/>resolution"]
        LOCK["Cargo.lock<br/>(Version pinning)"]
        
        CRATES --> DEPS
        DEPS --> CRG
        CRG --> LOCK
        
        R_BENEFITS["[OK] Semantic versioning<br/>[OK] Automatic downloads<br/>[OK] Cross-platform<br/>[OK] Transitive dependencies<br/>[OK] Reproducible builds"]
    end
    
    style C_ISSUES fill:#ff6b6b,color:#000
    style R_BENEFITS fill:#91e5a3,color:#000
    style CM fill:#ffa07a,color:#000
    style CDep fill:#ffa07a,color:#000
    style CT fill:#91e5a3,color:#000
    style CRG fill:#91e5a3,color:#000
    style DEPS fill:#91e5a3,color:#000
    style CRATES fill:#91e5a3,color:#000

Cargo 项目结构

my_project/
|-- Cargo.toml          # Project configuration (like package.json)
|-- Cargo.lock          # Exact dependency versions (auto-generated)
|-- src/
|   |-- main.rs         # Main entry point for binary
|   |-- lib.rs          # Library root (if creating a library)
|   `-- bin/            # Additional binary targets
|-- tests/              # Integration tests
|-- examples/           # Example code
|-- benches/            # Benchmarks
`-- target/             # Build artifacts (like C's build/ or obj/)
    |-- debug/          # Debug builds (fast compile, slow runtime)
    `-- release/        # Release builds (slow compile, fast runtime)

常用 Cargo 命令

graph LR
    subgraph "Project Lifecycle"
        NEW["cargo new my_project<br/>[FOLDER] Create new project"]
        CHECK["cargo check<br/>[SEARCH] Fast syntax check"]
        BUILD["cargo build<br/>[BUILD] Compile project"]
        RUN["cargo run<br/>[PLAY] Build and execute"]
        TEST["cargo test<br/>[TEST] Run all tests"]
        
        NEW --> CHECK
        CHECK --> BUILD
        BUILD --> RUN
        BUILD --> TEST
    end
    
    subgraph "Advanced Commands"
        UPDATE["cargo update<br/>[CHART] Update dependencies"]
        FORMAT["cargo fmt<br/>[SPARKLES] Format code"]
        LINT["cargo clippy<br/>[WRENCH] Lint and suggestions"]
        DOC["cargo doc<br/>[BOOKS] Generate documentation"]
        PUBLISH["cargo publish<br/>[PACKAGE] Publish to crates.io"]
    end
    
    subgraph "Build Profiles"
        DEBUG["cargo build<br/>(debug profile)<br/>Fast compile<br/>Slow runtime<br/>Debug symbols"]
        RELEASE["cargo build --release<br/>(release profile)<br/>Slow compile<br/>Fast runtime<br/>Optimized"]
    end
    
    style NEW fill:#a3d5ff,color:#000
    style CHECK fill:#91e5a3,color:#000
    style BUILD fill:#ffa07a,color:#000
    style RUN fill:#ffcc5c,color:#000
    style TEST fill:#c084fc,color:#000
    style DEBUG fill:#94a3b8,color:#000
    style RELEASE fill:#ef4444,color:#000

示例：cargo 与 crate

• 本示例是一个无其他依赖的独立可执行 crate
• 使用以下命令创建名为 helloworld 的新 crate

cargo new helloworld
cd helloworld
cat Cargo.toml

• 默认 cargo run 会编译并运行 crate 的 debug（未优化）版本。要运行 release 版本，使用 cargo run --release
• 实际二进制文件位于 target 文件夹下的 debug 或 release 子目录
• 你可能还注意到源码同目录下有 Cargo.lock 文件。它自动生成，不应手动修改
  • 我们稍后会再讨论 Cargo.lock 的具体用途