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据说,Rust语言语法的高门槛是劝退很多人上手的主要原因。
确实,Rust语言希望解决 C/C++ 手工管理内存的问题,但是又不想引入类似golang,java的GC机制。
因此,为了能让编译器能够在编译阶段检查出潜在的内存问题,Rust的语法上就多了一些其他语言所没有的规则,这些规则让上手Rust的难度提高了不少。
我是觉得,学习一门编程语言,不一定要弄懂其中的所有概念才能开始写代码,就像我们学习外语,掌握了基本几句话之后其实就可以开始对话练习。
这篇极简教程的目的,其实不只是针对Rust,任何编程语言都可以有这么一个极简教程,让大家可以尽快用这种编程语言先把代码写起来,边写边学,不断加深对语言的理解。
因为是极简教程,大纲也很简单,主要3部分:
- 工程管理
- 变量定义
- 流程控制
《C程序设计语言》中有一句很经典话:程序 = 数据结构 + 算法
上面的【变量定义】其实就是数据结构,【流程控制】就是算法,有了这2部分其实就可以编写各种功能。
最后加了【工程管理】这部分,一方面是因为Rust的管理工具Cargo是它的重要特色之一;另一方面,良好的代码组织是完成复杂功能的基础,毕竟我们学习Rust,最后是希望用它去完成实际的业务功能的。
工程管理
通过 cargo 创建 Rust项目,可以更好的管理项目的依赖,打包和升级等等。
所以,尽管是极简教程,还是希望能用 cargo 来管理项目。
Rust项目一般有两种类型,可执行文件和库。
我们一般做的软件或者工具最终都会发布成可执行文件,给用户使用。
而库不能单独运行,一般是对重要的功能进行封装,然后作为其他软件的一部分来使用。
创建可执行文件
cargo new rust-examples
tree . # 工程结构如下
.
├── Cargo.toml # 这里是工程的配置
└── src
└── main.rs
其中 main.rs 是启动文件,学习Rust各种语法的时候,可以将代码写在 main.ts 中进行测试。
创建库
cargo new --lib rust-lib
tree .
.
├── Cargo.toml # 这里是工程的配置
└── src
└── lib.rs
这里的 lib.rs 和 main.rs 不同,它是不能直接运行的,需要通过里面的测试代码来运行相应的功能。
变量定义
Rust的基本类型和其他语言大同小异,熟悉其他语言(C/C++, golang等)的话,很容易理解。
这里我们构造一个简单的学生成绩管理系统,通过定义学生信息,演示下Rust中基本类型以及枚举和结构体的使用。
cargo new stu_manager
在 src/main.rs 中定义并打印学生信息。
#[derive(Debug)]
enum Sex {
Boy,
Girl,
}
struct Student {
name: String, // 姓名
age: u16, // 年龄
sex: Sex, // 性别
score: f32, // 成绩
}
fn main() {
let students: [Student; 2] = [
Student {
name: String::from("boy01"),
age: 18,
sex: Sex::Boy,
score: 61.5,
},
Student {
name: String::from("girl01"),
age: 16,
sex: Sex::Girl,
score: 91.5,
},
];
display(&students[0]);
display(&students[1]);
}
fn display(stu: &Student) {
println!(
"name: {}, age: {}, sex:{:?}, score: {}",
stu.name, stu.age, stu.sex, stu.score
);
}
说明:
#[derive(Debug)]
这个是为了打印enum,否则enum类型是不能直接打印的。struct Student
这个结构体中定义了常用的基本类型的使用方式。let students: [Student; 2]
Rust数组的定义方式。
与其他语言相比,Rust变量的一个新的概念就是所有权和借用规则,我的另一篇博客中有介绍,这里不在赘述。
Rust所有权和借用规则示例
除此之外,使用的方式和其他语言区别不大,上面示例中,创建了2个学生信息,并且分别打印出其中各个字段的信息。
$ cargo run
Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.01s
Running `target/debug/stu_manager`
name: boy01, age: 18, sex:Boy, score: 61.5
name: girl01, age: 16, sex:Girl, score: 91.5
流程控制
掌握了变量定义,可以组织我们的数据,再掌握Rust中的流程控制方法,那么,就能实现实际的业务功能了。
流程控制主要两种:分支和循环。
分支
Rust的分支语法有 if
和match
两种方式。
继续完善上面的例子,我们增加一个根据成绩区分优良中差的函数,用 if
的方式来判断分支。
fn check_score(stu: &Student) {
if stu.score >= 90.0 {
println!("学员:{}, 成绩优秀", stu.name);
} else if stu.score < 90.0 && stu.score >= 75.0 {
println!("学员:{}, 成绩良好", stu.name);
} else if stu.score < 75.0 && stu.score >= 60.0 {
println!("学员:{}, 成绩中等", stu.name);
} else {
println!("学员:{}, 成绩不合格!!!", stu.name);
}
}
再增加一个判断性别的函数,用match
的方式来判断分支。
fn check_sex(stu: &Student) {
match stu.sex {
Sex::Boy => println!("学员: {} 是男生", stu.name),
Sex::Girl => println!("学员: {} 是女生", stu.name),
}
}
循环
Rust 循环主要有3种方式:
- loop 无限循环,自己控制循环退出
- while 条件循环
- for 条件循环
下面用3种循环方式分别打印学生信息,学生成绩信息以及学生性别信息。
// loop 循环示例
let mut count = 0;
loop {
if count == students.len() {
break;
}
display(&students[count]);
count += 1;
}
// while 循环示例
count = 0;
while count < students.len() {
check_score(&students[count]);
count += 1;
}
// for 循环示例
for stu in students {
check_sex(&stu);
}
3种循环中,还是 for
循环最为见解,这也是我们使用最多的循环方式。
总结
这里可以看出,只要会任何一种编程语言,几乎不需要太多Rust特有的知识,我们也可以用Rust来编写代码。
当然,Rust的优势,比如内存安全和高性能,这里并没有体现。
这篇博客的目的是希望能够尽快将Rust用起来,用起来之后,遇到问题解决问题,在用的过程中逐步理解Rust的高阶概念和语法,一步一步成为Rust高手。
附录
完整的示例如下:
#[derive(Debug)]
enum Sex {
Boy,
Girl,
}
struct Student {
name: String, // 姓名
age: u16, // 年龄
sex: Sex, // 性别
score: f32, // 成绩
}
fn main() {
let students: [Student; 2] = [
Student {
name: String::from("boy01"),
age: 18,
sex: Sex::Boy,
score: 61.5,
},
Student {
name: String::from("girl01"),
age: 16,
sex: Sex::Girl,
score: 91.5,
},
];
// loop 循环示例
let mut count = 0;
loop {
if count == students.len() {
break;
}
display(&students[count]);
count += 1;
}
// while 循环示例
count = 0;
while count < students.len() {
check_score(&students[count]);
count += 1;
}
// for 循环示例
for stu in students {
check_sex(&stu);
}
}
fn display(stu: &Student) {
println!(
"name: {}, age: {}, sex:{:?}, score: {}",
stu.name, stu.age, stu.sex, stu.score
);
}
fn check_score(stu: &Student) {
if stu.score > 100.0 {
println!("学员:{}, 成绩错误", stu.name);
} else if stu.score <= 100.0 && stu.score >= 90.0 {
println!("学员:{}, 成绩优秀", stu.name);
} else if stu.score < 90.0 && stu.score >= 75.0 {
println!("学员:{}, 成绩良好", stu.name);
} else if stu.score < 75.0 && stu.score >= 60.0 {
println!("学员:{}, 成绩中等", stu.name);
} else {
println!("学员:{}, 成绩不合格!!!", stu.name);
}
}
fn check_sex(stu: &Student) {
match stu.sex {
Sex::Boy => println!("学员: {} 是男生", stu.name),
Sex::Girl => println!("学员: {} 是女生", stu.name),
}
}
$ cargo run
Compiling stu_manager v0.1.0 (/home/wangyubin/projects/rust/stu_manager)
Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.60s
Running `target/debug/stu_manager`
name: boy01, age: 18, sex:Boy, score: 61.5
name: girl01, age: 16, sex:Girl, score: 91.5
学员:boy01, 成绩中等
学员:girl01, 成绩优秀
学员: boy01 是男生
学员: girl01 是女生
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