Rust 编程之道
Rust 语言圣经中文版（rust-book-zh-cn-shieber.pdf） 来源：/books/rust-book-zh-cn-shieber.pdf 页数：300页（扫描版PDF，文本提取为空） 译者：Shieber（基于 Steve Klabnik 和 Carol Nichols 的英文版）
核心概念
1. 所有权系统（Ownership）
Rust 的核心创新，解决了内存安全问题而不需要垃圾回收：
-
所有权规则：
- Rust 中的每个值都有一个所有者（owner）
- 当所有者离开作用域时，值会被自动释放
- 同一时刻只能有一个可变引用，或多个不可变引用
-
借用（Borrowing）：
&T不可变引用&mut T可变引用- 借用规则：不能同时拥有可变引用和不可变引用
fn main() {
let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1; // s1 被移动到 s2
// println!("{}", s1); // 错误：s1 已失效
println!("{}", s2); // 正确
}2. 生命周期（Lifetime）
- 引用必须有效的代码区域
- 生命周期注解：
'a,'b等 - 编译器自动推断生命周期
fn longest<'a>(x: &'a str, y: &'a str) -> &'a str {
if x.len() > y.len() { x } else { y }
}3. 所有权系统的高级抽象
- Box
：堆分配指针 - Rc
：引用计数（多所有者） - RefCell
：内部可变性 - Arc
：原子引用计数（线程安全）
核心特性
模式匹配（Pattern Matching）
match value {
Some(x) => println!("Got: {}", x),
None => println!("Nothing"),
}错误处理
- Result<T, E>：可恢复错误
- panic!：不可恢复错误
?运算符传播错误
fn read_file() -> Result<String, io::Error> {
let mut file = File::open("foo.txt")?;
let mut contents = String::new();
file.read_to_string(&mut contents)?;
Ok(contents)
}trait（特性）
类似于其他语言的接口：
trait Summary {
fn summarize(&self) -> String;
}
struct Article {
title: String,
content: String,
}
impl Summary for Article {
fn summarize(&self) -> String {
format!("{}: {}", self.title, &self.content[..50])
}
}泛型
fn largest<T: PartialOrd>(list: &[T]) -> &T {
let mut largest = &list[0];
for item in list {
if item > largest {
largest = item;
}
}
largest
}闭包
let add = |a, b| a + b;
let result = add(2, 3);迭代器
let v = vec![1, 2, 3];
let sum: i32 = v.iter().map(|x| x * 2).sum();内存安全保证
Rust 通过以下机制保证内存安全：
- 借用检查器：编译时检查引用有效性
- 生命周期：确保引用不会 outlive 其数据
- 类型安全：防止无效类型转换
- 穷尽匹配：编译器确保所有情况都被处理
并发编程
- 线程：
std::thread - 消息传递：
std::sync::mpsc - 共享状态：
Mutex<T>,Arc<T> - Send + Sync： trait 标记线程安全
use std::thread;
use std::sync::mpsc;
let (tx, rx) = mpsc::channel();
thread::spawn(move || {
tx.send("Hello from thread").unwrap();
});
println!("{}", rx.recv().unwrap());Cargo 包管理
# 创建新项目
cargo new project_name
# 构建项目
cargo build
# 运行项目
cargo run
# 测试
cargo test
# 发布
cargo build --releaseCargo.toml
[package]
name = "package_name"
version = "0.1.0"
edition = "2021"
[dependencies]
serde = "1.0"
tokio = { version = "1", features = ["full"] }
[dev-dependencies]
criterion = "0.5"智能指针深度解析
| 指针 | 特性 | 适用场景 |
|---|---|---|
Box<T> | 堆分配，大小已知 | 递归类型、大结构体 |
Rc<T> | 引用计数 | 单线程多所有者 |
Arc<T> | 原子引用计数 | 多线程多所有者 |
RefCell<T> | 内部可变性 | 运行时借用检查 |
Rc<RefCell<T>> | 组合使用 | 多个所有者需要修改 |
高级主题
unsafe Rust
绕过借用检查器的能力：
unsafe {
// 直接操作原始指针
// 调用外部函数
// 修改静态变量
}宏系统
- 声明宏：
macro_rules! - 过程宏：derive, attribute-like, function-like
零成本抽象
Rust 抽象不引入运行时开销：
- 迭代器内联
- 泛型单态化
- 静态分派
学习路径建议
- 基础：所有权、借用、生命周期
- 进阶：trait、泛型、错误处理
- 实战：并发、异步、宏
- 深入：unsafe Rust、编译器内部