使用包、Crate和模块管理不断增长的项目

当你编写大型程序时,组织你的代码显得尤为重要,因为你想在脑海中通晓整个程序,那几乎是不可能完成的。通过对相关功能进行分组和划分不同功能的代码,你可以清楚在哪里可以找到实现了特定功能的代码,以及在哪里可以改变一个功能的工作方式。

到目前为止,我们编写的程序都在一个文件的一个模块中。伴随着项目的增长,你可以通过将代码分解为多个模块和多个文件来组织代码。一个包可以包含多个二进制 crate 项和一个可选的 crate 库。伴随着包的增长,你可以将包中的部分代码提取出来,做成独立的 crate,这些 crate 则作为外部依赖项。本章将会涵盖所有这些概念。对于一个由一系列相互关联的包组合而成的超大型项目,Cargo 提供了 “工作空间” 这一功能,我们将在第十四章的 “Cargo Workspaces” 对此进行讲解。

除了对功能进行分组以外,封装实现细节可以使你更高级地重用代码:你实现了一个操作后,其他的代码可以通过该代码的公共接口来进行调用,而不需要知道它是如何实现的。你在编写代码时可以定义哪些部分是其他代码可以使用的公共部分,以及哪些部分是你有权更改实现细节的私有部分。这是另一种减少你在脑海中记住项目内容数量的方法。

这里有一个需要说明的概念 “作用域(scope)”:代码所在的嵌套上下文有一组定义为 “in scope” 的名称。当阅读、编写和编译代码时,程序员和编译器需要知道特定位置的特定名称是否引用了变量、函数、结构体、枚举、模块、常量或者其他有意义的项。你可以创建作用域,以及改变哪些名称在作用域内还是作用域外。同一个作用域内不能拥有两个相同名称的项;可以使用一些工具来解决名称冲突。

Rust 有许多功能可以让你管理代码的组织,包括哪些内容可以被公开,哪些内容作为私有部分,以及程序每个作用域中的名字。这些功能。这有时被称为 “模块系统(the module system)”,包括:

  • Packages): Cargo 的一个功能,它允许你构建、测试和分享 crate。
  • Crates :一个模块的树形结构,它形成了库或二进制项目。
  • 模块Modules)和 use: 允许你控制作用域和路径的私有性。
  • 路径path):一个命名例如结构体、函数或模块等项的方式

本章将会涵盖所有这些概念,讨论它们如何交互,并说明如何使用它们来管理作用域。到最后,你会对模块系统有深入的了解,并且能够像专业人士一样使用作用域!