Hello, World!

我们已经安装好了 Rust,接着编写第一个 Rust 程序。按照传统,在学习一门新语言时都会编写一个输出“Hello, world!”(你好,世界)的简单程序,本章我们也是如此。

注意:本书假定你已经熟悉基本的命令行。Rust 本身对编辑器、工具或代码存放的位置都没有特殊要求。所以要是你更喜欢 IDE 而不是命令行的话,可以随意选用你喜爱的 IDE。目前很多 IDE 都提供了一定程度的 Rust 支持。有关详细信息,请查看 IDE 的文档。最近,Rust 团队一直致力于提供出色的 IDE 支持,并且在这方面取得了迅速的进步!

创建项目目录

首先,创建一个存放 Rust 代码的目录。Rust 不关心代码存放的位置,但是对于本书中的练习和项目,我们建议在操作系统的主目录(home,在 Windows 下即用户目录)中创建一个 projects 目录,并保存你的全部项目。

打开终端,输入下面命令来创建 projects 目录,以在此目录里面创建 “Hello, world!” 项目目录。

对于 Linux、macOS 和 Windows 的 PowerShell,请输入以下命令:

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

对于 Windows CMD,输入以下内容:

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

编写和运行 Rust 程序

接下来,创建一个源文件并命名为 main.rs。Rust 文件通常以 .rs 扩展名结尾。如果文件名中使用了多个单词,请使用下划线将它们隔开。例如,命名为 hello_world.rs,而不是 helloworld.rs

现在打开刚创建好的 main.rs 文件,输入示例 1-1 中的代码。

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,输入以下命令,编译并运行文件:

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

在 Windows 上,输入 .\main.exe 来代替 ./main

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

不管你使用哪种操作系统,该字符串 Hello, world! 都应打印到了终端上。如果看不到此输出,请参考“安装”小节的 “疑难解答” 小节来查找解决方法。

如果 Hello, world! 打印成功,那么祝贺你!你已经正式编写了一个 Rust 程序。你已经成为了一名 Rust 开发者——欢迎加入 Rust 大家庭!

Rust 程序剖析

让我们详细回顾一下 “Hello, world!” 程序发生了什么。这是拼图的第一块:

fn main() {

}

这几行定义了 Rust 的函数。main 函数(也称为主函数)很特殊:它始终是每个可执行 Rust 程序中运行的第一个代码。第一行声明一个名为 main 的函数,不带参数也没有返回值。如果有参数,那么它们的名字会放到括号内,它们将放在括号 () 内。

另外,请注意,函数主体用大括号 {} 括起来。Rust 需要函数体的所有内容都被括号包围起来。一种好的代码风格是将左大括号放在函数声明的同一行,且之间带有一个空格。

如果想在 Rust 项目中坚持标准代码风格,则可以使用自动格式化程序工具 rustfmt 来将代码格式化为特定风格。Rust 团队已将此工具包含在标准 Rust 发行版中(如 rustc),因此它应该已经安装在你的计算机上!更多相关详细信息,请查看在线文档。

main 函数内部是以下代码:


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

该行完成了此简单程序中的所有工作:它将文本打印到屏幕上。这里有 4 个要注意的重要细节。

首先,Rust 风格的缩进使用 4 个空格,而不是制表符。

其次,println! 调用 Rust 宏。如果改为调用函数,则应该将其输入为 println(不含 !)。我们将在第 19 章中更详细地讨论 Rust 宏。现在只需要知道,当看到一个 !,则意味着调用的是宏而不是普通的函数。

第三,你看到 "Hello, world!" 字符串。我们将这个字符串作为参数传递给 println!,接着 println! 将字符串打印到屏幕上。

第四,我们用分号(;,注意这是英文分号)结束该行,这表明该表达式已结束,下一个表达式已准备好开始。Rust 代码的大多数行都以一个 ; 结尾。

编译和运行是独立的步骤

刚才我们运行一个新创建的程序。现在我们将分解这个过程,并检查每个步骤。

在运行 Rust 程序之前,必须使用 Rust 编译器来编译它,输入 rustc 命令并传入源文件的名称,如下所示:

$ rustc main.rs

如果有 C 或 C++ 语言基础,你会注意到这点和 gccclang 类似。编译成功后,Rust 就会输出一个二进制可执行文件。

在 Linux、macOS 或 Windows 的 PowerShell 中,可通过输入 ls 命令来查看可执行文件。在 Linux 和 macOS 中,你将看到两个文件。使用 Windows 的 PowerShell,你将看到与使用 CMD 相同的三个文件。

$ ls
main  main.rs

对于 Windows 的 CMD,可输入以下内容:

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

这显示了带有 .rs 扩展名的源代码文件,可执行文件(在 Windows 上是 main.exe,在所有其他平台上是 main),以及在使用 Windows 时包含一个带有 .pdb 扩展名的调试信息的文件。在这里,运行 mainmain.exe 文件,如下所示:

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

如果 main.rs 是 “Hello, world!” 程序,这将会打印 Hello, world! 到终端上。

如果你只熟悉动态语言,如 Ruby、Python 或 JavaScript,你很可能不习惯分多个步骤来编译和运行程序的方式。Rust 是一门预编译(ahead-of-time compiled)语言,这意味着你可以编译一个程序,将编译后的可执行文件给别人,即使他们没有安装 Rust 也可以运行程序。如果你为其他人提供 .rb.py.js 文件,那么对方也需要分别安装对应 Ruby、Python 或 JavaScript 的语言支持环境。但是在这些语言中,只需要一条命令来编译和运行程序。一切都是语言设计权衡的结果。

使用 rustc 编译对简单的程序可以轻松胜任,但随着项目的增长,你将会想要管理项目中所有相关内容,并想让其他用户和项目能够容易共享你的代码。接下来,我们将引入 Cargo 工具,这将帮助你学会编写真实开发环境的 Rust 程序。