Rust简介

Rust融合了多种编程范式。 Rust最初被设计为系统编程语言，但随着发展，它已经成为了一门更加通用的编程语言，包括系统软件、网络服务、桌面应用程序、嵌入式等。

Rust的 借用检查器(borrow_ checker) 是它区别与其他基于C的语言的关键。它通过强制单一所有权原则促进安全编码。

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函数式编程

函数式编程指的是以函数为基础构建块，在函数式编程中，函数被视为一等公民，你可以在任何通常使用变量的地方使用函数。

函数式编程的好处:

• 更加灵活
• 更加透明
• 不变性，它通过消除函数内的常见副作用，使程序更容易维护

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面向表达式编程

Rust也是一种支持表达式编程的语言，在表达式编程中，大多数操作是能返回一个值的表达式，而不是什么都不返回的语句。

• 表达式 就是一个返回值且只产生很小副作用或没有的一个或多个操作
• 语句 语句不返回值，但它们可以改变程序状态，

面向表达式编程的好处是:

• 没有副作用，程序更容易维护
• 更加透明，表达式的值完全由其接口定义
• 易于测试，因为表达式是基于接口的
• 更容易编写文档，在没有副作用的情况下，表达式甚至可以替代文档
• 更易于组合

面向模式编程

专业的Rust编程通常涉及大量的模式，Rust使用match进行模式匹配。与C++/Java中的switch语句不同(字符串和整型表达式的单维度模式匹配)，在Rust中模式匹配进一步扩展到用户自定义类型和序列的实例。

面向模式匹配编程有几个好处：

• 表达力强，能够将复杂代码简化为更简单的表达式
• 更全面，面向模式是对面向表达式编程的补充
• 更可靠，支持穷举模式匹配，这样更可靠且不容易出错。

特性

一、安全性

• 不可变性是默认行为，以防止意外更改
• 强制检查生命周期的正确性，以防类型悬挂引用等反模式
• 以引用的方式安全使用指针
• 对于大小动态变化的资源，使用资源获取即初始化(RAII)策略进行可靠内存管理

二、所有权

所有权通过单一所有者原则保证安全的内存访问。这一个原则将变量指派给单一所有者，而且拥有不会有超过一个所有者。

三、生命周期

生命周期是Rust的一个重要特性，用于避免程序对已失效的数据进行访问，在Rust中，引用本质上也是指针。如果不加约束可以通过悬挂引用访问当已经被释放的内存区域，从而导致程序崩溃。Rust通过生命周期解决了这个问题。
借用检查器用来对生命周期的正确性进行检查，如果有错误的生命周期，则会编译错误，而生命周期标注是当生命周期存在歧义时开发者需要显式标柱的。

四、无畏并发

当程序从顺序过渡到并发时，通常会进行一个称为强化的过程，以确保多线程代码有安全运行环境，其中一个标准步骤是移除作为共享数据的全局变量，有了无畏并发后就不需要这个强化过程了。

五、零成本抽象

这是Rust中的一个重要特性，是Rust中各个特性都遵循的原则，即无必要就应避免在运行时带来性能上的损失。

Rust术语

• crate,在rust中，crate是最基本的编译单元，常见分类有
  • 可执行crate： 一个独立于其他create运行的可执行二进制文件
  • 库crate： 一个库，包含一组功能，用于其他create使用，不能独立运行
  • 外部crate： 一个外部依赖项。比如crate A引用crate B，但B和A不在同一个包内，那么crate B就是外部crate。或者说依赖。
• 包 一个包由多个crate(包括可执行和库)构成
• 模块 类似于其他语言的命名空间，可以使用模块在一个crate中创建层次化的程序结构，mod也有助于避免名称冲突
• Cargo 在Rust中有几个Cargo相关部分
  • Cargo.toml 描述了包，包括依赖项，版本，作者，描述，等等
  • Cargo.lock 描述了包依赖项和特定版本，Cargo会自动生成这个文件
• .rs Rust源文件的扩展名

Rust工具

• Rustup Rust安装程序，按照Rust以及整个工具链
• cargo 多功能工具，主要功能是包管理，辅助功能是编译代码、格式化源代码和创建新的crate等

cargo new --lib mylib

• rustc Rust语言编译器，可以将Rust源文件(.rs)编译成可执行文件或库

rustc source.rs

• rustdoc 文档生成器，将Rust源文件中的文档注释编译成帮助文档，并将其输出为HTML格式
• Clippy 综合测试工具
• Rustfmt 将源代码转化为符合Rust风格指南的格式
• rust-analyzer Rust语言服务器，提供智能提示、错误检查、代码补全等功能