Hello, World!

ch01-02-hello-world.md
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既然安装好了 Rust,让我们来编写第一个 Rust 程序。当学习一门新语言的时候,使用该语言在屏幕上打印 “Hello, world!” 是一项传统,这里我们将遵循这个传统!

注意:本书假设你熟悉基本的命令行操作。Rust 对于你的编辑器、工具,以及代码位于何处并没有特定的要求,如果相比命令行你更倾向于使用集成开发环境(IDE),请随意使用合意的 IDE。目前很多 IDE 拥有不同程度的 Rust 支持;查看 IDE 文档了解更多细节。目前 Rust 团队已经致力于提供强大的 IDE 支持,而且进展飞速!

创建项目目录

首先以创建一个存放 Rust 代码的目录开始。Rust 并不关心代码的位置,不过对于本书的练习和项目来说,我们建议你在 home 目录中创建一个 projects 目录,并将你的所有项目置于此处。

打开终端并输入如下命令创建一个 projects 目录并在 projects 目录中为 “Hello, world!” 创建一个目录。

对于 Linux 和 macOS,输入:

$ mkdir ~/projects
$ cd ~/projects
$ mkdir hello_world
$ cd hello_world

对于 Windows CMD,输入:

> mkdir "%USERPROFILE%\projects"
> cd /d "%USERPROFILE%\projects"
> mkdir hello_world
> cd hello_world

对于 Windows PowerShell,输入:

> mkdir $env:USERPROFILE\projects
> cd $env:USERPROFILE\projects
> mkdir hello_world
> cd hello_world

编写并运行 Rust 程序

接下来,新建一个叫做 main.rs 的源文件。Rust 源代码总是以 .rs 后缀结尾。如果文件名包含多个单词,使用下划线分隔它们。例如 my_program.rs,而不是 myprogram.rs

现在打开刚创建的 main.rs 文件,输入如示例 1-1 所示的代码。

文件名: main.rs

fn main() {
    println!("Hello, world!");
}

示例 1-1: 一个打印 “Hello, world!” 的程序

保存文件,并回到终端窗口。在 Linux 或 macOS 上,输入如下命令编译并运行文件:

$ rustc main.rs
$ ./main
Hello, world!

在 Windows 上,输入命令 .\main.exe 而不是 ./main

> rustc main.rs
> .\main.exe
Hello, world!

不管使用何种系统,字符串 Hello, world! 应该打印到终端。如果没有看到这些输出,回到 “故障排除” 部分查找寻求帮助的方式。

如果 Hello, world! 出现了,恭喜你!你已经正式编写了一个 Rust 程序。现在你成为了一名 Rust 程序员!欢迎!

分析 Rust 程序

现在,让我们回过头来仔细看看 “Hello, world!” 程序中到底发生了什么。这是拼图的第一片:

fn main() {

}

这几行定义了一个 Rust 函数main 函数是特殊的:它是每个可执行的 Rust 程序所首先执行的代码。第一行代码声明了一个叫做 main 的函数,它没有参数也没有返回值。如果有参数的话,它们的名称应该出现在括号中,位于 () 之间。

还须注意函数体被包裹在花括号中,{} 之间。Rust 要求所有函数体都要用花括号包裹起来(译者注:有些语言,当函数体只有一行时可以省略花括号,但在 Rust 中是不行的)。一般来说,将左花括号与函数声明置于同一行并以空格分隔,是良好的代码风格。

在编写本书的时候,一个叫做 rustfmt 的自动格式化工具正在开发中。如果你希望在 Rust 项目中保持一种标准风格,rustfmt 会将代码格式化为特定的风格。Rust 团队计划最终将其包含在标准 Rust 发行版中,就像 rustc。所以根据你阅读本书的时间,它可能已经安装到你的电脑中了!检查在线文档以了解更多细节。

main() 函数中是如下代码:


# #![allow(unused_variables)]
#fn main() {
    println!("Hello, world!");
#}

这行代码完成这个简单程序的所有工作:在屏幕上打印文本。这里有四个重要的细节需要注意。首先 Rust 使用 4 个空格的缩进风格,而不是 1 个制表符(tab)。

第二,println! 调用了一个 Rust macro)。如果是调用函数,则应输入 println(没有!)。我们将在附录 D 中更加详细的讨论宏。现在你只需记住,当看到符号 ! 的时候,就意味着调用的是宏而不是普通函数。

第三,"Hello, world!" 是一个 字符串。我们把这个字符串作为一个参数传递给 println!,字符串将被打印到屏幕上。

第四,该行以分号结尾(;),这代表一个表达式的结束和下一个表达式的开始。大部分 Rust 代码行以 ; 结尾。

编译和运行是彼此独立的步骤

你刚刚运行了一个新创建的程序,那么让我们检查过程中的每一个步骤。

在运行 Rust 程序之前,必须先通过 rustc 命令并传递源文件名称来使用 Rust 编译器来编译它,如下:

$ rustc main.rs

如果你有 C 或 C++ 背景,就会发现这与 gccclang 类似。编译成功后,Rust 应该会输出一个二进制可执行文件。

在 Linux、macOS 或 Windows的 PowerShell 上在 shell 中可以通过 ls 命令看到如下内容:

$ ls
main  main.rs

在 Windows 的 CMD 上,则输入如下内容:

> dir /B %= the /B option says to only show the file names =%
main.exe
main.pdb
main.rs

这展示了 .rs 后缀的源文件、可执行文件(在 Windows下是 main.exe,其它平台是 main),以及当使用 CMD 时会有一个包含调试信息的 .pdb 后缀的文件。从这里开始运行 mainmain.exe 文件,如下:

$ ./main # or .\main.exe on Windows

如果 main.rs 是上文所述的 “Hello, world!” 程序,它将会在终端上打印 Hello, world!

来自 Ruby、Python 或 JavaScript 这样的动态类型语言背景的同学,可能不太习惯将编译和执行分为两个单独的步骤。Rust 是一种 预编译静态类型ahead-of-time compiled)语言,这意味着你可以编译程序并将其交与他人,他们不需要安装 Rust 即可运行。如果你给他人一个 .rb.py.js 文件,他们需要先分别安装 Ruby,Python,JavaScript 实现(运行时环境,VM)。不过在这些语言中,只需要一句命令就可以编译和执行程序。这一切都是语言设计上的权衡取舍。

仅仅使用 rustc 编译简单程序是没问题的,不过随着项目的增长,你可能需要控制你项目的方方面面,并且更容易地将代码分享给其它人或项目。接下来,我们要介绍一个叫做 Cargo 的工具,它会帮助你编写真实世界中的 Rust 程序。