Rust学习笔记 | 01 - Rust快速入门（为什么是Rust开发环境搭建Cargo的使用HelloWorldRust依赖包crates）

Posted 2021-05-19 Mculover666

系列文章目录

• Rust学习笔记 | 01 - Rust快速入门（为什么是Rust、开发环境搭建、Cargo的使用、HelloWorld、Rust依赖包crates）

一、允许我先扯一扯

在解释原因之前，先允许博主来介绍一下自己目前所掌握的编程语言。

C++是我接触的第一门编程语言，刚上大学那会上课所学，后来因为没有从事相关工作，现在还依稀记得一点基础知识，比如C++中的namespace，类和对象中的构造函数与析构函数、访问控制、重载，别的忘的一干二净了。

C是我接触的第二门编程语言，是因为自己喜欢玩嵌入式所以自学的，当初跟着郝斌老师的教程学的非常开心，第一次知道了程序运行的基本原理、变量的本质、指针的本质，后来学会了结构体、共用体、枚举这些复合数据类型，用指针+复合数据类型也能玩一些比较骚的操作，比如结构体无差异化遍历，函数指针实现抽象层使得设计与实现分离等。

C的灵魂在于指针，指针给了我们很大的编程自由，想指哪指哪，在这样极其自由的环境下，也造成编写的程序经常会存在一些玄学bug，这几年玩嵌入式也写了不少的C语言代码，如果出现玄学问题，那么可能的情况只有两种：指针的问题、malloc来的内存没有free掉造成内存泄漏。

Java是我接触的第三门编程语言，因为这是当时学校的一门课，当时C语言已经掌握了不错的基础知识，所以学Java的时候学的很舒服。一是Java语法比较常规，从C过渡到Java很容易（在学习理解层面没有太大差异）；二是Java具备非常高的安全性，函数中的成员变量如果不赋初始值，编译器会直接报错，所以更别想写什么骚操作了，老老实实的按照Java语法写代码，这也就使得Java程序一旦编译通过，几乎不会在运行时崩溃掉；三是因为Java的可以使用package封装类，所以别人封起来的类库可以拿来调用玩，并且Java自身就提供了一些好玩的库，比如网络通信、界面库，所以学Java在很大程度上是学这些类库怎么使用。

Java的优势在于安全、常规、可以用包共享类库、编译器检查严格，所以Java的代码写起来是最舒服的，但是Java程序是跑在JVM之上的，所以去掉了指针，不给程序员直接访问内存空间的机会，这也导致了Java不会应用在嵌入式领域开发中直接应用。在动态内存管理方面，JVM提供了内存回收机制，虽然避免了内存泄漏问题，但也加大了Java程序运行的开销。

C#是我接触的第四门编程语言，是因为在嵌入式开发中需要编写一些上位机软件，比如串口助手之类的小工具，所以自学了这门语言。C#和Java非常类似，再配上VS这样强大的IDE，只要你有面向思想的思想，直接撸代码就OK，谁编程还不是靠自动提示呢~

Python是我接触的第五门编程语言，当时python正火，所以选了学校开设的一门公选课来学习。它的特性就是相比起C和Java，语法非常简洁，不用声明变量数据类型，内部提供了非常多的方法供你调用，外部有更多的python包供你调用，一些常规功能根本不用自己去动脑实现，先导入包，然后调用包里的方法，搞定。

Python的优势在于编写的代码简洁，但是Python是解释型语言，一方面导致执行慢且性能低，另一方面导致错误代码在运行时才会出错。目前在嵌入式开发中有MicroPython，供用户去使用python编写简单的代码，但我觉得都这东西没有什么意义，玩玩还行，做项目或者做产品，还是打扰了。

二、为什么是Rust？

如果你同样了解C/C++，推荐看这个视频：好玩儿的Rust语言。

当我第一次了解到Rust的优势时，就深深的被它吸引了。

Rust的设计没有去除指针，可以直接访问内存地址，所以可以应用到嵌入式开发中。

Rust的所有权设计使的程序在编译阶段进行严格的代码审查，不会造成内存泄漏（内存安全）。

Rust的设计将所有安全相关的开销放在了编译阶段，不会影响程序执行的效率，这也正是Rust所吸引我这个嵌入式老玩家的魅力所在。

Rust拥有cargo这样非常好用的构建系统和包管理系统，可以非常方便的使用其他开发者贡献的包。

三、搭建Rust开发环境

参考官方教程：Install Rust。

Windows环境

1. 下载安装工具rustup

Rust开发环境由工具rustup安装和管理，在官网下载该工具。

下载之后运行开始安装。

2. Rust安装需求

Rust需要VS中Microsoft C++ build工具的支持，VS2013版本或者更新的版本都可以：

① 确保安装了VS2013或者之后版本；

② 确保安装了C++工具链：

3. Rust安装

选择继续安装：

安装完成：

4. 检查环境变量是否正常

Rust开发环境会将所有工具都安装在用户目录/.cargo/bin目录中，包括rustc、cargo、rustup在内的rust工具链。

安装过程中rustup工具会将该路径自动添加到环境变量中，可以在命令行中运行该命令查看版本，如图：

rustc --version

如果不能查看，则需要手动添加该路径到环境变量中。

5. 升级rust开发环境

rustup update

6. 卸载rust开发环境

rustup self uninstall

Linux环境

使用下面这行命令安装即可：

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

因为rust安装过程中修改了环境变量，所以需要使环境变量生效：

source ~/.cargo/env

检查是否可以查看版本：

四、Cargo的使用

cargo是Rust的构建工具和包管理器，常用的cargo命令如下。

1. 查看cargo版本

通过查看版本可以检查cargo是否可以正常使用：

cargo --version

2. 构建项目

cargo build

3. 运行项目

cargo run

4. 测试项目

cargo test

5. 为项目构建文档

cargo doc

6. 发布库

将库发布到crates.io：

cargo publish

五、HelloWorld

接下来所有操作都在powershell命令行中完成。

1. 使用cargo创建新项目

使用cargo创建hello-rust项目：

cargo new hello-rust

这会生成一个名为hello-rust的新项目，其中包含以下文件：

hello-rust
|- .git
|- .gitignore
|- Cargo.toml
|- src
  |- main.rs

• .git：git存储仓库
• .gitignore：git忽略文件
• Cargo.toml：Rust的清单文件，包含了项目的元数据和依赖库
• src/main.rs：Rust源码文件

2. Rust源码

Rust源码为.rs格式，main.rs内容如下：

3. 编译工程

进入刚刚生成的rust工程，然后执行cargo编译命令：

cd .\\hello-rust
cargo build

4. 运行工程

若没有编译，该命令在运行前也会先进行编译。

cargo run

5. rustc和cargo的关系

这里需要注意，cargo是rust的构建工具和包管理工具，而rustc才是rust的编译器。

同样在C语言中，gcc是编译器，而make是在gcc之上的构建工具。

这里我们当然可以直接用rustc来编译，直接在main.rs文件所在位置打开编译器，使用rustc编译：

rustc .\\main.rs

六、Rust依赖包crates

1. 什么是crates

Rust中的包称为crates，可以在Rust包的仓库中找到所有类别的库： crates.io。

2. 如何安装crates包及其依赖

接下来通过 ferris-says 库学习如何安装crates包。

首先在crates.io上找到该包的说明，有非常详细的使用说明。

添加该包到项目的Cargo.toml文件中：

运行编译命令，Cargo会自动安装该包及其依赖包：

cargo build

安装之后，Cargo会创建一个新文件 Cargo.lock，该文件记录了本地所用依赖库的精确版本。

3. 如何使用crates包

导入依赖包：

extern crate ferris_says;

使用依赖包的say函数：

use ferris_says::say;

使用示例：

extern crate ferris_says;

use ferris_says::say;
use std::io::{ stdout, BufWriter };

fn main() {
    let out = b"Hello fellow Rustaceans!";
    let width = 24;

    let mut writer = BufWriter::new(stdout());
    say(out, width, &mut writer).unwrap();
}

运行该项目：

cargo run

Ferris 是 Rust 社区的非官方吉祥物，很多 Rust 程序员自称“Rustaceans”：

七、使用VScode开发Rust

VScode只需要安装rust扩展即可愉快的进行Rust开发了：

当我们再次使用VScode打开之前的HelloWorld项目时，VScode Rust扩展会自动启动，并安装一些额外的组件。

安装完成后，就可以在VScode中愉快的编写Rust代码啦！