Rust基础语法，快速入门

Rust 是一门系统编程语言，专注于安全，尤其是并发安全。它支持函数式和命令式以及泛型等编程范式的多范式语言，且 TensorFlow 等深度学习框架也把它作为一个优秀的前端语言。

Rust 在语法上和 C、C++类似，都由花括弧限定代码块，并有相同的控制流关键字，但 Rust 设计者想要在保证性能的同时提供更好的内存安全。Rust 自 2016 年就已经开源了，在各种开发者调查中，它也总能获得「最受欢迎的语言」这一称赞，目前该开源项目已有 42.9K 的 Star 量。
以下来自 Amos 的博客 它并不关注于 1 个或几个关键概念，相反它希望通过代码块纵览 Rust 的各种特性，包括各种关键词与符号的意义。

在 HackNews 上，很多开发者表示这一份入门教程非常实用，Rust 的入门门槛本来就比较高，如果再介绍各种复杂的概念与特性，很容易出现「从入门到劝退」。因此这种从实例代码出发的教程，非常有意义。

从变量说起

let 能绑定变量：

let x; // declare "x"x = 42; // assign 42 to "x"let x = 42; // combined in one line

可以使用 ：来制定变量的数据类型，以及数据类型注释：

let x: i32; // i32 is a signed 32-bit integerx = 42;// there’s i8, i16, i32, i64, i128// also u8, u16, u32, u64, u128 for unsignedlet x: i32 = 42; // combined in one line

如果你声明一个变量并在初始化之前就调用它，编译器会报错：

let x;foobar(x); // error: borrow of possibly-uninitialized variable: xx = 42;

然而，这样做完全没问题：

let x;x = 42;foobar(x); // the type of x will be inferred from here

下划线表示特殊的命名，或者更确切地说是「缺失的命名」，它和 Python 的用法有点像：

// this does nothing because 42 is a constantlet _ = 42;// this calls get_thing but throws away its resultlet _ = get_thing();

以下划线开头的命名是常规命名，只是编译器不会警告它们未被使用：

// we may use _x eventually, but our code is a work-in-progress// and we just wanted to get rid of a compiler warning for now.let _x = 42;

相同命名的单独绑定是可行的，第一次绑定的变量会取消：

let x = 13;let x = x + 3;// using x after that line only refers to the second x,// the first x no longer exists.

Rust 有元组类型，可以将其看作是「不同数据类型值的定长集合」。

let pair = (‘a’, 17);pair.0; // this is 'a’pair.1; // this is 17

如果真的想配置 pair 的数据类型，可以这么写：

let pair: (char, i32) = (‘a’, 17);

元组在赋值时可以被拆解，这意味着它们被分解成各个字段：

let (some_char, some_int) = (‘a’, 17);// now, some_char is ‘a’, and some_int is 17

当一个函数返还一个元组时会非常有用：

let (left, right) = slice.split_at(middle);
当然，在解构一个元组时，可以只分离它的一部分：

let (_, right) = slice.split_at(middle);

分号表示语句的结尾：

let x = 3;let y = 5;let z = y + x;

不加分号意味着语句可以跨多行：

let x = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] .iter() .map(|x| x + 3) .fold(0, |x, y| x + y);

函数来了

fn 声明一个函数。下面是一个空函数：

fn greet() { println!(“Hi there!”);}

这是一个返还 32 位带符号整数值的函数。箭头表示返还类型：

fn fair_dice_roll() -> i32 { 4}

花括号表示了一个代码块，且拥有其自己的作用域：

// This prints “in”, then "out"fn main() { let x = “out”; { // this is a different x let x = “in”; println!(x); } println!(x);}

代码块也是表示式，表示其计算为一个值。

// this:let x = 42;// is equivalent to this:let x = { 42 };

在一个代码块中，可以有多个语句：

let x = { let y = 1; // first statement let z = 2; // second statement y + z // this is the tail - what the whole block will evaluate to};

这也是为什么「省略函数末尾的分号」等同于加上了 Retrun，这些都是等价的：

fn fair_dice_roll() -> i32 { return 4;}fn fair_dice_roll() -> i32 { 4}

if 条件语句也是表达式：

fn fair_dice_roll() -> i32 { if feeling_lucky { 6 } else { 4 }}

match 匹配器也是一个表达式：

fn fair_dice_roll() -> i32 { match feeling_lucky { true => 6, false => 4, }}

Dots 通常用于访问某个对象的字段：

let a = (10, 20);a.0; // this is 10let amos = get_some_struct();amos.nickname; // this is “fasterthanlime”

或者调用对象的方法：

let nick = “fasterthanlime”;nick.len(); // this is 14

双冒号与此类似，但可对命名空间进行操作。在此举例中，std 是一个 crate (~ a library)，cmp 是一个 module(~ a source file)，以及 min 是个函数：

let least = std::cmp::min(3, 8); // this is 3

use 指令可用于从其他命名空间中「引入范围」命名：

use std::cmp::min;let least = min(7, 1); // this is 1
在 use 指令中，花括号还有另一个含义：「globs」，因此可以同时导入 min 以及 max：

// this works:use std::cmp::min;use std::cmp::max;// this also works:use std::cmp::{min, max};// this also works!use std::{cmp::min, cmp::max};
通配符（*）允许从命名空间导入符号：

// this brings min and max in scope, and many other thingsuse std::cmp:😗;

Types 也是命名空间和方法，它可以作为常规函数调用：

let x = “amos”.len(); // this is 4let x = str::len(“amos”); // this is also 4

str 是一个基元数据类型，但在默认情况下，许多非基元数据类型也在作用域中。

// Vec is a regular struct, not a primitive typelet v = Vec::new();// this is exactly the same code, but with the full path to Veclet v = std::vec::Vec::new()

至于为什么可行，因为 Rust 在每个模块的开头都插入了：

use std::prelude::v1:😗;

再说说结构体

使用 struct 关键字声明结构体：

struct Vec2 { x: f64, // 64-bit floating point, aka “double precision” y: f64,}

可以使用结构语句初始化：

let v1 = Vec2 { x: 1.0, y: 3.0 };let v2 = Vec2 { y: 2.0, x: 4.0 };// the order does not matter, only the names do

有一个快捷方式可以从另一个结构体初始化本结构体的其余字段：

let v3 = Vec2 { x: 14.0, …v2};

这就是所谓的「结构体更新语法」只能发生在最后一个位置，不能在其后面再跟一个逗号。

注意其余字段可以表示所有字段：

let v4 = Vec2 { …v3 };

结构体与元组一样，可以被解构。例如一个有效的 let 模式：

let (left, right) = slice.split_at(middle);let v = Vec2 { x: 3.0, y: 6.0 };let Vec2 { x, y } = v;// x is now 3.0, y is now 6.0let Vec2 { x, … } = v;// this throws away v.y

让 let 模式在 if 里可以作为条件：

struct Number { odd: bool, value: i32,}fn main() { let one = Number { odd: true, value: 1 }; let two = Number { odd: false, value: 2 }; print_number(one); print_number(two);}fn print_number(n: Number) { if let Number { odd: true, value } = n { println!(“Odd number: {}”, value); } else if let Number { odd: false, value } = n { println!(“even number: {}”, value); }}// this prints:// Odd number: 1// Even number: 2

多分支的 match 也是条件模式，就像 if let：

fn print_number(n: Number) { match n { Number { odd: true, value } => println!(“Odd number: {}”, value), Number { odd: false, value } => println!(“Even number: {}”, value), }}// this prints the same as before

match 必须是囊括所有情况的的：至少需要匹配一个条件分支。

fn print_number(n: Number) { match n { Number { value: 1, … } => println!(“One”), Number { value: 2, … } => println!(“Two”), Number { value, … } => println!("{}", value), // if that last arm didn’t exist, we would get a compile-time error }}

fn print_number(n: Number) { match n.value { 1 => println!(“One”), 2 => println!(“Two”), _ => println!("{}", n.value), }}

Type 别名

我们可以使用 type 关键字声明另一类型的别名，然后就可以像使用一个真正的类型一样使用这种类型。例如定义 Name 这种数据类型为字符串，后面就可以直接使用 Name 这种类型了。
你可以在方法中声明不同的数据类型：

struct Number { odd: bool, value: i32,}impl Number { fn is_strictly_positive(self) -> bool { self.value > 0 }}
fn main() { let minus_two = Number { odd: false, value: -2, }; println!(“positive? {}”, minus_two.is_strictly_positive()); // this prints “positive? false”}
fn main() { let n = Number { odd: true, value: 17, }; n.odd = false; // error: cannot assign to n.odd, // as n is not declared to be mutable}
fn main() { let n = Number { odd: true, value: 17, }; n = Number { odd: false, value: 22, }; // error: cannot assign twice to immutable variable n}

mut 可以使变量声明变为可变的：

fn main() { let mut n = Number { odd: true, value: 17, } n.value = 19; // all good}

Traits 描述的是多种数据类型的共同点：

trait Signed { fn is_strictly_negative(self) -> bool;}
impl Signed for Number { fn is_strictly_negative(self) -> bool { self.value < 0 }}fn main() { let n = Number { odd: false, value: -44 }; println!("{}", n.is_strictly_negative()); // prints “true”}
impl Signed for i32 { fn is_strictly_negative(self) -> bool { self < 0 }}fn main() { let n: i32 = -44; println!("{}", n.is_strictly_negative()); // prints “true”}
impl std::ops::Neg for Number { type Output = Self; fn neg(self) -> Self { Self { value: -self.value, odd: self.odd, } }}
fn main() { let a: i32 = 15; let b = a; // a is copied let c = a; // a is copied again}

下面的代码也是能运行的：

fn print_i32(x: i32) { println!(“x = {}”, x);}fn main() { let a: i32 = 15; print_i32(a); // a is copied print_i32(a); // a is copied again}
fn main() { let n = Number { odd: true, value: 51 }; let m = n; // n is moved into m let o = n; // error: use of moved value: n}
fn print_number(n: Number) { println!("{} number {}", if n.odd { “odd” } else { “even” }, n.value);}fn main() { let n = Number { odd: true, value: 51 }; print_number(n); // n is moved print_number(n); // error: use of moved value: n}
fn print_number(n: &Number) { println!("{} number {}", if n.odd { “odd” } else { “even” }, n.value);}fn main() { let n = Number { odd: true, value: 51 }; print_number(&n); // n is borrowed for the time of the call print_number(&n); // n is borrowed again}
fn invert(n: &mut Number) { n.value = -n.value;}fn print_number(n: &Number) { println!("{} number {}", if n.odd { “odd” } else { “even” }, n.value);}fn main() { // this time, n is mutable let mut n = Number { odd: true, value: 51 }; print_number(&n); invert(&mut n); // n is borrowed mutably - everything is explicit print_number(&n);} // note:Copyrequires thatClone` is implemented tooimpl std::clone::Clone for Number { fn clone(&self) -> Self { Self { …*self } }}impl std::marker::Copy for Number {}

现在 Clone 仍然可以用于：

fn main() { let n = Number { odd: true, value: 51 }; let m = n.clone(); let o = n.clone();}
fn main() { let n = Number { odd: true, value: 51 }; let m = n; // m is a copy of n let o = n; // same. n is neither moved nor borrowed.}

有一些traits很常见，它们可以通过使用derive 属性自动实现：

#[derive(Clone, Copy)]struct Number { odd: bool, value: i32,}// this expands to impl Clone for Number and impl Copy for Number blocks.