The Rust Programming Language Rust编程语言

290 Pages·2015·0.96 MB·English

The Rust Programming Language Rust 编程语言
The Rust Team，hainuo
2015-05-15
2
Contents
1 Introduction 介绍说明 11
1.1 Contributing 社区贡献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2 A brief introduction to Rust Rust 简单说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2 Getting Started 开始使用 Rust 17
2.1 Installing Rust 安装 Rust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2 Hello, world! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3 Hello, Cargo! Cargo 命令介绍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3 Learn Rust Rust 入门 25
3.1 Guessing Game 猜数字 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1.1 Set up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1.2 Processing a Guess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1.3 Generating a secret number . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1.4 Comparing guesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.1.5 Looping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.1.6 Complete! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.2 Dining Philosophers 哲学家就餐问题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.3 Rust inside other languages Rust 与其他语言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.3.1 The problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.3.2 A Rust library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.3.3 Ruby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3.4 Python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.3.5 Node.js . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.3.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4 CONTENTS
4 Efective Rust 高效的 Rust 61
4.1 The Stack and the Heap 栈和堆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.1.1 Memory management 内存管理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.1.2 The Stack 栈 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.1.3 The Heap 堆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.1.4 Arguments and borrowing 参数和引用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.1.5 A complex example 一个复杂的例子 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.1.6 What do other languages do? 其他的语言是怎么做的？ . . . . . . . . . . 74
4.1.7 Which to use? 到底该使用哪一种 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.2 Testing 测试 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.1 The test attribute test 属性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.2.2 The tests module tests 单元 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.2.3 The tests directory tests 目录 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.2.4 Documentation tests 文档测试 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.3 Conditional Compilation 条件编译 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.3.1 cfg_attr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.3.2 cfg! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.4 Documentation 文档 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.5 Iterators 迭代器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4.6 Concurrency 并发 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
4.7 Error Handling 错误处理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.7.1 Failure vs. Panic 失败和 panic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.7.2 Handling errors with Option and Result 使用option选项和Result结果来处理
错误信息 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.7.3 Non-recoverable errors with panic! 无法恢复的错误panic . . . . . . . . . . 118
4.7.4 Upgrading failures to panics 将失败升级为 panic . . . . . . . . . . . . . . 119
4.7.5 Using try! 使用 try! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
4.8 FFI 对外函数接口 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.8.1 Introduction 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.8.2 Creating a safe interface 创建一个安全的接口 . . . . . . . . . . . . . . . . 123
4.8.3 Destructors 析构函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
4.8.4 Callbacks from C code to Rust functions 从 C 代码到 Rust 函数的回调方法125
4.8.5 Linking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
CONTENTS 5
4.8.6 Unsafe blocks 不安全代码块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
4.8.7 Accessing foreign globals 全局外部访问 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
4.8.8 Foreign calling conventions 外部调用约定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
4.8.9 Interoperability with foreign code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
4.8.10 The “nullable pointer optimization” 空指针的优化 . . . . . . . . . . . . . 133
4.8.11 Calling Rust code from C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
4.9 Borrow and AsRef 借用和引用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
4.9.1 Borrow 借用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
4.9.2 AsRef 地址引用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
4.9.3 Which should I use? 我应该用哪一个？ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
4.10 Release Channels 发行通道 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.10.1 Overview 概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.10.2 Choosing a version 选择版本 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.10.3 Helping the ecosystem through CI 通过 CI 来帮助生态链 . . . . . . . . . 137
5 Syntax and Semantics 语法和语义 139
5.1 Variable Bindings 变量绑定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
5.2 Functions 函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
5.3 Primitive Types 原始数据类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5.3.1 Booleans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5.3.2 char . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
5.3.3 Numeric types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
5.3.4 Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
5.3.5 Slices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
5.3.6 str . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
5.3.7 Tuples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5.3.8 Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
5.4 Comments 注释 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
5.5 if if 条件语句 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
5.6 for loops for 循环语句 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
5.7 while loops while 循环语句 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
5.8 Ownership 所有权 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
5.8.1 Meta 元 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
5.8.2 Ownership 所有权 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
6 CONTENTS
5.8.3 Move semantics 移动语义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.8.4 More than ownership 不只是所有权 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
5.9 References and Borrowing 地址引用和借用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
5.9.1 Meta 元 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
5.9.2 Borrowing 借用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
5.9.3 &mut references 可变的地址引用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
5.9.4 The Rules 规则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
5.10 Lifetimes 生命周期 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.10.1 Meta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.10.2 Lifetimes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.11 Mutability 可变性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
5.11.1 Interior vs. Exterior Mutability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
5.12 Structs 结构体 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
5.12.1 Update syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
5.12.2 Tuple structs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
5.12.3 Unit-like structs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
5.13 Enums 枚举 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
5.14 Match 比较匹配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
5.14.1 Matching on enums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
5.15 Patterns 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
5.15.1 Multiple patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
5.15.2 Ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
5.15.3 Bindings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
5.15.4 Ignoring variants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
5.15.5 Guards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
5.15.6 ref and ref mut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
5.15.7 Destructuring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
5.15.8 Mix and Match . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
5.16 Method Syntax 方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
5.16.1 Method calls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
5.16.2 Chaining method calls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
5.16.3 Associated functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
5.16.4 Builder Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
CONTENTS 7
5.17 Vectors 向量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
5.18 Strings 字符串 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.19 Generics 泛型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
5.20 Traits 特征 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
5.20.1 Multiple trait bounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
5.20.2 Where clause . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
5.20.3 Inheritance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
5.21 Drop 丢弃 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
5.22 if let if-let 语句 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
5.23 Trait Objects 特质对象 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
5.24 Closures 闭包 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
5.24.1 Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
5.24.2 Closures and their environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
5.24.3 Closure implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
5.24.4 Taking closures as arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
5.24.5 Returning closures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
5.25 Universal Function Call Syntax 通用函数调用语法 . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
5.25.1 Angle-bracket Form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
5.26 Crates and Modules 箱型和模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
5.26.1 Basic terminology: Crates and Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
5.26.2 Defning Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
5.26.3 Multiple fle crates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
5.26.4 Importing External Crates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
5.26.5 Exporting a Public Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
5.26.6 Importing Modules with use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
5.27 const and static 常量定义与静态型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
5.27.1 static . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
5.27.2 Initializing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
5.27.3 Which construct should I use? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
5.28 Attributes 属性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
5.29 type aliases 类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
5.30 Casting between types 类型转换 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
5.30.1 as . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
8 CONTENTS
5.30.2 transmute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
5.31 Associated Types 事务 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
5.32 Unsized Types 动态大小类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
5.32.1 ?Sized . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.33 Operators and Overloading 运行和重载 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.34 Deref coercions 强制 Deref . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5.35 Macros 宏 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
5.35.1 Defning a macro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
5.35.2 Hygiene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
5.35.3 Recursive macros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
5.35.4 Debugging macro code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
5.35.5 Syntactic requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
5.35.6 Scoping and macro import/export . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
5.35.7 The variable $crate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.35.8 The deep end . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
5.35.9 Common macros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
5.35.10 Procedural macros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
5.36 Raw Pointers 原始指针 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
5.36.1 Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
5.36.2 FFI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
5.36.3 References and raw pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
5.37 unsafe 不安全块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
5.37.1 What does ‘safe’ mean? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
5.37.2 Unsafe Superpowers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
6 Nightly Rust 每日 Rust 版本 265
6.1 Compiler Plugins 编译插件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
6.1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
6.1.2 Syntax extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
6.1.3 Lint plugins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
6.2 Inline Assembly 内联汇编 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
6.3 No stdlib 没有 std 库文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
6.4 Intrinsics 内部函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
6.5 Lang items 组件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
CONTENTS 9
6.6 Link args 连接属性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
6.7 Benchmark Tests 基准测试 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
6.8 Box Syntax and Patterns Box 语法和模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
6.8.1 Returning Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
6.9 Slice Patterns 分片模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
6.10 Associated Constants 关联常量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
7 Glossary 专业术语 287
8 Academic Research 学术研究 289
10 CONTENTS