Rust

hello-world

cargo new hello && cd "$_"

fn main() {
    //println!("Hello, world!");
    for c in "Hello 世界!\n".chars() {
        print!("{}", c)
    }
}

词法

• 注释
  • 行 //
  • 块 /* */
• 文档注释
  • 行 ///
  • 块 /** */
• 包、模块注释
  • 行 //!
  • 块 /*! */
• 语句分隔符 ;
• 标识符/ 关键字
• 运算符

变量

• let
  • mut 默认是不可变的
• const
• static

静态变量和常量的区别

• 静态变量不会被内联，在整个程序中，静态变量只有一个实例，所有的引用都会指向同一个地址
• 存储在静态变量中的值必须要实现 Sync trait

作用域、所有权、生命周期

1. Rust 中每一个值都被一个变量所拥有，该变量被称为值的所有者
2. 一个值同时只能被一个变量所拥有，或者说一个值只能拥有一个所有者
3. 当所有者(变量)离开作用域范围时，这个值将被丢弃(drop)

获取变量的引用，称之为借用(borrowing)

同一作用域，特定数据只能有一个可变引用

可变引用与不可变引用不能同时存在

每一个引用都有其 生命周期（lifetime），也就是引用保持有效的作用域。

• 编译器为每一个引用参数都分配一个生命周期参数
• 如果只有一个输入生命周期参数，那么它被赋予所有输出生命周期参数
• 如果方法有多个输入生命周期参数并且其中一个参数是 &self 或 &mut self，说明是个对象的方法 (method)，那么所有输出生命周期参数被赋予 self 的生命周期

slice, 例如 &[i32]

'static

数据类型

• 标量
  • 整数
    • 有符号例如 i32 i64
    • 无符号例如 u32 u64
  • 浮点: f32 f64
  • 布尔 bool: true, false
  • 字符 char
• 复合
  • 元组 (,)
  • 数组 [,]

结构体

形式上类似 JavaScript 的对象

关联函数 impl

不是方法的关联函数经常被用作返回一个结构体新实例的构造函数

Self 指代被实现方法的结构体类型，self 指代此类型的实例

枚举和模式匹配

collections

集合指向的数据储存在堆上

• Vec<_>: 注意不是数组
• String: A String is a wrapper over a Vec<u8>
  • Rust 中的字符是 Unicode 类型，因此每个字符占据 4 个字节内存空间，但是在字符串中不一样，字符串是 UTF-8 编码，也就是字符串中的字符所占的字节数是变化的(1 - 4)
  • Rust 在语言级别，只有一种字符串类型： str
  • 字符串字面量是切片
  • 不支持索引操作
• HashMap: 看上去不太好用

控制流

• 条件
  • if/else if
• 循环
  • loop
    • break 可以返回值
    • 支持标签
  • while
  • for in

函数

fn add(i: i32, j: i32) -> i32 {
   i + j
 }

不支持重载、剩余参数、默认参数/命名参数

支持将函数绑定到变量

函数参数的三种传入方式：转移所有权 FnOnce、可变借用 FnMut、不可变借用 Fn

闭包是一种匿名函数，它可以赋值给变量也可以作为参数传递给其它函数，不同于函数的是，它允许捕获调用者作用域中的值

闭包实现了哪种 Fn 特征取决于该闭包如何使用被捕获的变量，而不是取决于闭包如何捕获它们

• 所有的闭包都自动实现了 FnOnce 特征，因此任何一个闭包都至少可以被调用一次
• 没有移出所捕获变量的所有权的闭包自动实现了 FnMut 特征
• 不需要对捕获变量进行改变的闭包自动实现了 Fn 特征

错误处理

泛型

trait

每一个特征都是一个可以通过名称来引用的动态大小类型

指针

指针是一个包含了内存地址的变量，该内存地址引用或者指向了另外的数据

• 引用(& 和 &mut)
• 裸指针(*const 和 *mut)
• 智能指针
  • Box<T>，可以将值分配到堆上
  • Rc<T>，引用计数类型，允许多所有权存在
  • Ref<T> 和 RefMut<T>，通过 RefCell<T> 访问, 允许将借用规则检查从编译期移动到运行期进行

智能指针往往是基于结构体实现，它与我们自定义的结构体最大的区别在于它实现了 Deref 和 Drop 特征：

• Deref 可以让智能指针像引用那样工作，这样你就可以写出同时支持智能指针和引用的代码，例如 *T
• Drop 允许你指定智能指针超出作用域后自动执行的代码，例如做一些数据清除等收尾工作

Rust 规则	智能指针带来的额外规则
一个数据只有一个所有者	Rc/Arc 让一个数据可以拥有多个所有者
要么多个不可变借用，要么一个可变借用	RefCell 实现编译期可变、不可变引用共存
违背规则导致编译错误	违背规则导致运行时 panic

Weak	Rc
不计数	引用计数
不拥有所有权	拥有值的所有权
不阻止值被释放(drop)	所有权计数归零，才能 drop
引用的值存在返回 Some，不存在返回 None	引用的值必定存在
通过 upgrade 取到 Option<Rc<T>>，然后再取值	通过 Deref 自动解引用，取值无需任何操作

Weak 通过 use std::rc::Weak 来引入，它具有以下特点:

• 可访问，但没有所有权，不增加引用计数，因此不会影响被引用值的释放回收
• 可由 Rc<T> 调用 downgrade 方法转换成 Weak<T>
• Weak<T> 可使用 upgrade 方法转换成 Option<Rc<T>>，如果资源已经被释放，则 Option 的值是 None
• 常用于解决循环引用的问题

并发 (Concurrent)

• 多线程 std::thread
• 消息传递（Message passing）并发 std::sync::mpsc，其中信道（channel）被用来在线程间传递消息。
• 共享状态（Shared state）并发，其中多个线程可以访问同一片数据。
• Sync 和 Send trait，将 Rust 的并发保证扩展到用户定义的以及标准库提供的类型中

模块

• mod
  • 编译器会在以父模块命名的目录中寻找子模块代码
• crate
  • crate 是 Rust 在编译时最小的代码单位
  • crate 可以包含模块，模块可以定义在其他文件
  • crate 有两种形式：二进制项和库
  • crate root 是一个源文件，Rust 编译器以它为起始点，并构成你的 crate 的根模块. ==对于一个库 crate 而言是 src/lib.rs，对于一个二进制 crate 而言是 src/main.rs==
• package
  • 包（package）是提供一系列功能的一个或者多个 crate
  • 一个包会包含一个 Cargo.toml 文件
  • 包中可以包含至多一个库 crate(library crate)。包中可以包含任意多个二进制 crate(binary crate)，但是必须至少包含一个 crate（无论是库的还是二进制的）。
    • 通过将文件放在 src/bin 目录下，一个包可以拥有多个二进制 crate
• workspace

宏

工具链

Rustup

#export RUSTUP_DIST_SERVER=https://mirrors.ustc.edu.cn/rust-static
#export RUSTUP_UPDATE_ROOT=https://mirrors.ustc.edu.cn/rust-static/rustup

export RUSTUP_UPDATE_ROOT=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/rustup/rustup
export RUSTUP_DIST_SERVER=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/rustup
curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh
source $HOME/.cargo/env
rustup install nightly
rustup default nightly

Rustup metadata and toolchains will be installed into the Rustup
home directory, located at:

  /Users/mac/.rustup

This can be modified with the RUSTUP_HOME environment variable.

The Cargo home directory is located at:

  /Users/mac/.cargo

This can be modified with the CARGO_HOME environment variable.

The cargo, rustc, rustup and other commands will be added to
Cargo's bin directory, located at:

  /Users/mac/.cargo/bin

This path will then be added to your PATH environment variable by
modifying the profile files located at:

  /Users/mac/.profile
  /Users/mac/.zshenv
  /Users/mac/.config/fish/conf.d/rustup.fish

You can uninstall at any time with rustup self uninstall and
these changes will be reverted.

Cargo

[source.crates-io]
registry = "https://github.com/rust-lang/crates.io-index"
# 指定镜像
replace-with = 'tuna' # 如：tuna、sjtu、ustc，或者 rustcc

# 注：以下源配置一个即可，无需全部

# 中国科学技术大学
[source.ustc]
registry = "git://mirrors.ustc.edu.cn/crates.io-index"

# 上海交通大学
[source.sjtu]
registry = "https://mirrors.sjtug.sjtu.edu.cn/git/crates.io-index"

# 清华大学
[source.tuna]
registry = "https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/crates.io-index.git"

# rustcc社区
[source.rustcc]
registry = "https://code.aliyun.com/rustcc/crates.io-index.git"

rust-analyzer

rustup component add rust-analyzer

生态

• https://github.com/flosse/rust-os-comparison
  • https://gitlab.redox-os.org/redox-os/redox
• https://github.com/flosse/rust-web-framework-comparison
• https://github.com/tokio-rs/tokio
• https://github.com/tauri-apps/tauri

文档和参考资料

• Official
  • https://doc.rust-lang.org/book/
    • https://kaisery.github.io/trpl-zh-cn/
  • https://doc.rust-lang.org/stable/rust-by-example/
    • https://rustwiki.org/zh-CN/rust-by-example/
  • https://github.com/rust-lang/rustlings/
  • https://doc.rust-lang.org/std/index.html
  • https://doc.rust-lang.org/reference/index.html
    • https://rustwiki.org/zh-CN/reference/introduction.html
• UnOfficial
  • https://course.rs/about-book.html
  • https://zh.practice.rs/why-exercise.html
• Others
  • https://lborb.github.io/book/title-page.html
  • https://github.com/rust-unofficial/awesome-rust
  • https://github.com/TheAlgorithms/Rust
  • https://github.com/tokio-rs/mini-redis
  • 简介 - 使用太多的链表学习 Rust (rust-unofficial.github.io)