【Rust入门】第一章：环境搭建与 Hello World

红鲤绿鲤
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Rust 是一门极具挑战性但也极具回报的语言。它连续多年被 Stack Overflow 评为“最受喜爱的编程语言”，因为它在提供内存安全的同时，不损失性能。

📚 Rust 深度学习路线图 (总纲)

  1. 第一章：环境搭建与 Hello World（起步）
  2. 第二章：通用编程概念（变量、数据类型、函数、控制流）
  3. 第三章：所有权（Ownership）与借用（Rust 的核心灵魂）
  4. 第四章：结构体、枚举与模式匹配
  5. 第五章：包、Crate 与模块系统
  6. 第六章：常见集合（Vector, String, HashMap）
  7. 第七章：错误处理（Panic vs Result）
  8. 第八章：泛型、Trait 与生命周期（进阶难点）
  9. 第九章：自动化测试与闭包、迭代器
  10. 第十章：智能指针与并发编程

🚀 第一章：环境搭建与 Hello World

在这一章，我们的目标是让你的电脑可以运行 Rust 代码，并理解 Rust 项目的基本结构。

1.1 安装 Rust

Rust 官方提供了一个非常棒的安装工具叫 rustup。它可以管理 Rust 的版本和相关工具链。

  • macOS / Linux 用户： 打开终端（Terminal），输入以下命令：

    curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

    安装完成后，关闭并重新打开终端，输入 rustc --version，如果看到类似 rustc 1.7x.0 ... 的输出，说明安装成功。

  • Windows 用户：

    1. 访问 rustup.rs/ 下载 rustup-init.exe。
    2. 重要：Rust 需要 C++ 构建工具。如果你安装过 Visual Studio (带 C++ 环境)，可以直接安装。如果没有，安装程序会提示你安装 "Visual Studio Build Tools"，请务必勾选 C++ 相关组件。

1.2 配置开发环境 (IDE)

工欲善其事，必先利其器。Rust 不推荐用记事本写。

  1. 下载 VS Code (Visual Studio Code)。
  2. 安装插件：在 VS Code 扩展商店搜索并安装 rust-analyzer。
    • 注意：不要安装旧版的 "Rust" 插件，rust-analyzer 是目前官方推荐的，智能提示非常强大。
  3. (可选) 安装 Even Better TOML 插件，用于高亮显示配置文件。

1.3 认识 Cargo：Rust 的大管家

在其他语言（如 C/C++）中，你可能需要自己调用编译器（如 gcc）。但在 Rust 中，我们几乎总是使用 Cargo。 Cargo 是 Rust 的构建系统和包管理器。它可以帮你：

  • 创建项目
  • 下载依赖库
  • 编译代码
  • 运行代码

1.4 创建你的第一个项目

打开终端，进入你想存放代码的目录，运行：

cargo new hello_rust

这会创建一个名为 hello_rust 的文件夹。让我们看看里面的结构：

hello_rust/
├── Cargo.toml    <-- 项目的配置文件（类似 Node.js 的 package.json）
└── src/
    └── main.rs   <-- 源代码文件

详细解读 Cargo.toml： 打开这个文件，你会看到：

[package]
name = "hello_rust"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[dependencies]
# 这里以后用来添加第三方库

详细解读 src/main.rs：

fn main() {
    println!("Hello, world!");
}
  • fn: 这是一个关键字，用于声明函数。
  • main: 这是程序的入口点。程序从这里开始执行。
  • println!: 注意结尾的 !。
    • 在 Rust 中，如果调用的是函数，是 println()。
    • 如果是 !，说明这是一个 宏 (Macro)。目前你只需要记住：宏可以接受可变数量的参数，通常比普通函数更强大。
  • ;: 语句以分号结尾。

1.5 运行项目

在终端中进入项目目录：

cd hello_rust

这里有三个常用的 Cargo 命令，请务必背下来：

  1. cargo check

    • 作用：快速检查代码是否有语法错误，但不进行编译生成可执行文件。
    • 场景：写代码时频繁使用，因为它速度最快。
    • 练习：试着把 println! 拼错成 printl!，然后运行 cargo check，看看报错信息。Rust 的报错信息非常友好且详细。

  2. cargo build

    • 作用：编译代码，生成可执行文件。
    • 位置：生成的文件在 target/debug/hello_rust。
    • 场景：当你需要生成程序时使用。

  3. cargo run

    • 作用：编译 并 立即运行。
    • 场景：开发过程中最常用的命令。

动手试试： 在终端输入：

cargo run

你应该会看到：

   Compiling hello_rust v0.1.0 (...)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.xxs
     Running `target/debug/hello_rust`
Hello, world!

1.6 稍微加点料：引入依赖

为了感受 Rust 强大的生态，我们要修改代码，让它打印出漂亮的彩色文字。我们需要引入一个第三方库（在 Rust 中叫 Crate）。

第一步：添加依赖 打开 Cargo.toml，在 [dependencies] 下面添加 colored 库：

[dependencies]
colored = "2.0"

第二步：修改代码 打开 src/main.rs，修改为以下内容：

// 引入 colored crate 中的所有内容
use colored::*;

fn main() {
    // 这里的 .red() 和 .blue() 是 colored 库提供的方法
    println!("{} {}", "Hello".red(), "Rust!".blue().bold());
    
    let name = "World";
    println!("Hello, {}!", name.green());
}

第三步：运行 再次输入 cargo run。 你会发现 Cargo 自动去下载了 colored 库及其依赖，编译完成后，你在终端会看到红色的 "Hello" 和蓝色的粗体 "Rust!"。

📝 第一章总结与作业

总结：

  1. Rust 使用 rustup 安装和管理。
  2. cargo 是构建和包管理工具（new, check, build, run）。
  3. main 函数是入口。
  4. println! 是一个宏。
  5. Cargo.toml 管理依赖。

作业（请务必完成）：

  1. 使用 cargo new 创建一个新项目，名字叫 my_first_app。
  2. 修改 main.rs，使其输出三行文字，分别介绍你的名字、你为什么要学 Rust。
  3. 尝试运行 cargo run 查看结果。
  4. 尝试在代码中故意漏掉一个分号 ;，运行 cargo check，阅读编译器的报错信息，并尝试理解它。
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