少说废话：直接看代码

你将学到： 你的第一个 Rust 程序 —— fn main()、println!()，以及 Rust 宏与 C/C++ 预处理器宏的本质区别。到本章结束时，你将能够编写、编译并运行简单的 Rust 程序。

fn main() {
    println!("你好，Rust 世界");
}

上述语法对于任何熟悉 C 风格语言的人来说都应该非常亲切：
- Rust 中的所有函数都以 fn 关键字开头
- 可执行文件的默认入口点是 main()
- println! 看起来像是一个函数，但它实际上是一个宏。Rust 中的宏与 C/C++ 的预处理器宏有着本质不同 —— 它们是卫生的（hygienic）、类型安全的，并且作用于语法树而非简单的文本替换。
快速尝试 Rust 代码片段的两种绝佳方式：
- 在线端：Rust Playground —— 粘贴代码，点击运行，分享结果。无需安装任何软件。
- 本地交互式终端 (REPL)：安装 evcxr_repl 以获得交互式的 Rust REPL 环境（类似于 Python 的 REPL，但针对 Rust）：

cargo install --locked evcxr_repl
evcxr   # 启动 REPL，交互式地输入 Rust 表达式

Rust 本地安装指南

可以通过以下方法在本地安装 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 生态由以下核心组件构成：
- rustc 是独立的编译器，但很少被直接使用。
- 首选工具为 cargo，它是 Rust 的“瑞士军刀”，用于依赖管理、构建、测试、格式化、Lint 检查等。
- Rust 工具链分为 stable（稳定版）、beta（测试版）和 nightly（开发版/实验版）三个渠道，本课程将统一使用 stable。使用 rustup update 命令可以升级每六周发布一次的 stable 版本。
我们还将为 VSCode 安装 rust-analyzer 插件。

Rust 软件包 (Crates)

Rust 二进制文件是使用软件包（以下称为 Crates）创建的。
- 一个 Crate 可以是独立的，也可以依赖于其他 Crates。依赖可以是本地的，也可以是远程的。第三方 Crates 通常从名为 crates.io 的集中式注册中心下载。
- cargo 工具会自动处理 Crates 及其依赖的下载。这在概念上等同于链接 C 语言库。
- Crate 依赖在名为 Cargo.toml 的文件中定义。该文件还定义了 Crate 的目标类型：可独立执行文件、静态库、动态库（不常用）。
参考资料：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 "传统 C 构建过程"
        CC["C 源文件<br/>(.c, .h)"]
        CM["手动编写 Makefile<br/>或 CMake"]
        CL["链接器 (Linker)"]
        CB["最终二进制文件"]
        
        CC --> CM
        CM --> CL
        CL --> CB
        
        CDep["手动维护依赖"]
        CLib1["libcurl-dev<br/>(apt install)"]
        CLib2["libjson-dev<br/>(apt install)"]
        CInc["手动配置头文件路径<br/>-I/usr/include/curl"]
        CLink["手动指定链接库<br/>-lcurl -ljson"]
        
        CDep --> CLib1
        CDep --> CLib2
        CLib1 --> CInc
        CLib2 --> CInc
        CInc --> CM
        CLink --> CL
        
        C_ISSUES["[错误] 版本冲突<br/>[错误] 平台差异<br/>[错误] 依赖项缺失<br/>[错误] 链接顺序关键<br/>[错误] 无自动更新"]
    end
    
    subgraph "Rust Cargo 构建过程"
        RS["Rust 源文件<br/>(.rs)"]
        CT["Cargo.toml<br/>[dependencies]<br/>reqwest = '0.11'<br/>serde_json = '1.0'"]
        CRG["Cargo 构建系统"]
        RB["最终二进制文件"]
        
        RS --> CRG
        CT --> CRG
        CRG --> RB
        
        CRATES["crates.io<br/>(软件包注册中心)"]
        DEPS["自动完成依赖解析"]
        LOCK["Cargo.lock<br/>(版本锁定)"]
        
        CRATES --> DEPS
        DEPS --> CRG
        CRG --> LOCK
        
        R_BENEFITS["[OK] 语义化版本控制 (SemVer)<br/>[OK] 自动下载<br/>[OK] 跨平台一致<br/>[OK] 传递性依赖处理<br/>[OK] 可重演构建"]
    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          # 项目配置 (类似于 package.json 或 pyproject.toml)
|-- Cargo.lock          # 具体的依赖版本 (自动生成，由 Cargo 维护)
|-- src/
|   |-- main.rs         # 二进制程序入口
|   |-- lib.rs          # 库的根文件 (如果正在创建一个库)
|   `-- bin/            # 额外的二进制目标
|-- tests/              # 集成测试
|-- examples/           # 示例代码
|-- benches/            # 基准测试
`-- target/             # 构建产物 (类似于 C 中的 build/ 或 obj/ 文件夹)
    |-- debug/          # 调试版本 (编译快，执行慢)
    `-- release/        # 发布版本 (编译慢，高度优化)

常用 Cargo 命令

graph LR
    subgraph "项目生命周期"
        NEW["cargo new my_project<br/>[新建] 创建新项目"]
        CHECK["cargo check<br/>[语法检查] 快速类型及语法校验"]
        BUILD["cargo build<br/>[构建] 编译整个项目"]
        RUN["cargo run<br/>[运行] 编译并执行程序"]
        TEST["cargo test<br/>[测试] 执行所有测试用例"]
        
        NEW --> CHECK
        CHECK --> BUILD
        BUILD --> RUN
        BUILD --> TEST
    end
    
    subgraph "进阶工具"
        UPDATE["cargo update<br/>[更新] 更新依赖包版本"]
        FORMAT["cargo fmt<br/>[格式化] 统一代码风格"]
        LINT["cargo clippy<br/>[Lint] 获取优化建议"]
        DOC["cargo doc<br/>[文档] 生成项目文档"]
        PUBLISH["cargo publish<br/>[发布] 发布到 crates.io"]
    end
    
    subgraph "构建配置 (Profiles)"
        DEBUG["cargo build<br/>(debug 配置)<br/>编译速度快<br/>运行速度慢<br/>带调试符号"]
        RELEASE["cargo build --release<br/>(release 配置)<br/>编译速度慢<br/>高度优化性能<br/>产物最小"]
    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

案例：Cargo 与 Crates

在这个例子中，我们将创建一个没有任何外部依赖的独立可执行 Crate。
使用以下命令创建一个名为 helloworld 的新 Crate：

cargo new helloworld
cd helloworld
cat Cargo.toml

默认情况下，cargo run 将会编译并运行该 Crate 的 debug（非优化）版本。若要执行 release 版本，请使用 cargo run --release。
请注意，实际生成的二进制文件位于 target 文件夹下的 debug 或 release 子目录中。
你可能已经注意到了 source 所在的文件夹中有一个名为 Cargo.lock 的文件。它是自动生成的，不应该手动修改。
- 我们稍后会详细讨论 Cargo.lock 的具体作用。

Keyboard shortcuts

Rust for C/C++ Programmers