Rust入门总结
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iceymoss 的个人博客
[toc]
写在前面
本文主要是一个go开发者，入门rust学习的一点总结，都是基础语法相关的，会从基础语法，所有权，借用，可变借用，trait，智能指针和异步编程等知识点的介绍，最后通过三个实战小demo（web开发，cli命令行工具开发和task任务开发）进行校验学习成果
rust安装
工欲善其事，必先利其器。先看如何快速安装rust,我们安装一个rust版本管理工具，当然你也可以直接安装rust，我这里以Linux为例
rustup
rustup是rust的一个版本管理工具，可以帮助我们安装和切换到不同的rust版本，使用以下命令安装工具链
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
按提示选择默认安装选项（推荐选项 1）
安装完成后，执行以下命令：
source $HOME/.cargo/env
可以使用以下命令验证是否安装成功
> rustup --version
rustup 1.28.1 (f9edccde0 2025-03-05)
info: This is the version for the rustup toolchain manager, not the rustc compiler.
info: The currently active `rustc` version is `rustc 1.86.0 (05f9846f8 2025-03-31)`
rust安装
下面我们来正式安装rust
# 安装指定版本（例如 1.65.0 和 1.64.0）
rustup install 1.65.0
rustup install 1.64.0
# 查看已安装版本
rustup show
# 临时切换版本
rustup run 1.65.0 rustc --version
# 设置默认版本
rustup default 1.65.0
验证rust是否安装成功：
> rustc --version
rustc 1.86.0 (05f9846f8 2025-03-31)
验证cargo是否被成功安装
cargo是rust的包管理工具，你暂时可以理解为go的mod功能
> cargo --version
cargo 1.86.0 (adf9b6ad1 2025-02-28)
第一个rust程序
老规矩，我们先来写一个hello,rust程序
vim main.rs
写入一下内容：
fn main() {
println!("hello, rust!"); //println!是rust中的宏，暂时理解打印即可
}
然后运行以下进行编译
rustc main.rs
然后运行这个二进制文件就可以了
> ls
main main.rs
> ./main
hello, rust!
基础语法
下面是rust的基础语法，可以看下面这个图：
mindmap
root((Rust基础语法))
%% 基础类型分支
Rust的基础类型
赋值语句
let关键字
数字类型
整数
整数字面量的辅助写法
浮点数
f32和f64
布尔类型
true和false
字符
char,Unicode散列值
字符串
String,UTF8编码
反斜杠转义
禁止转义的字符串字面量
r""或r#""#
字节串
b"字符串"
数组
array类型
存储同一类型的多个值
固定长度
动态数组
Vec向量
存储同一类型的多个值
容量可变
哈希表
存储key-value映射关系
%% 复合类型分支
复合类型
元组
固定长度的列表
结构体
struct关键字
积类型
枚举
enum关键字
和类型
%% 控制流分支
控制流
分支语句
if else构造分支
支持表达式返回
循环语句
loop
无条件循环
while
条件判断循环
for
迭代器的遍历
%% 函数和模块分支
函数和模块
函数
fn关键字
形参与实参
栈帧
闭包
两个竖线符号||
可以捕获函数中的局部变量
模块
模块系统
基础数据类型
和其他语言一样，该有的基础数据类型都有，这里我们简单过一下
标量类型
fn main() {
// -------------------------------
// 1. 标量类型 (Scalar Types)
// -------------------------------
// 整数类型 - 默认推导为 i32
let integer: i32 = -42; // 有符号整数
let unsigned: u32 = 1024; // 无符号整数
// 浮点类型 - 默认推导为 f64
let float: f64 = 3.14159; // 双精度浮点
// 布尔类型
let is_rust_cool: bool = true;
// 字符类型 (Unicode 标量)
let emoji: char = '🚀';
let x: i32 = 100;
x = 101;
// -------------------------------
// 打印所有值
// -------------------------------
println!("整数: {} (有符号), {} (无符号)", integer, unsigned);
println!("浮点数: {:.2} (保留两位小数)", float); // 格式化输出
println!("布尔值: {}", is_rust_cool);
println!("字符: {}", emoji);
}
输出如下：
> ./main
整数: -42 (有符号), 1024 (无符号)
浮点数: 3.14 (保留两位小数)
布尔值: true
字符: 🚀
这里需要注意的几个点：
- let: rust变量的声明必须使用let开头,然后是变量名称，类型，末尾需要使用；结束，像下面这种
let integer: i32 = -42;
- mut 表示可变的意思，如果你需要改变某一个变量的值，我们在声明时就需要这样声明
let mut x: i32 = 100;
x = 101;
这样做有什么好处吗？当然的rust是一门非常严谨的语言，但我们在看到mut需要注意了，说明后续这个变量一定会被使用到并且做值的改变，这在系统开发中，可以对开发者起到一个紧觉的作用
复合类型
fn main() {
// -------------------------------
// 2. 复合类型 (Compound Types)
// -------------------------------
// 元组 (Tuple) - 固定长度不同类型
let tuple: (i32, f64, char) = (500, 6.28, 'θ');
// 数组 (Array) - 固定长度相同类型
let array: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];
// 元组解构和访问
let (x, y, z) = tuple;
println!("元组解构: x={}, y={}, z={}", x, y, z);
println!("元组索引: 索引1 = {}", tuple.1);
println!("数组: {:?}", array); // 使用 Debug trait 打印
println!("数组首元素: {}", array[0]); // 索引访问
}
输出：
> ./main
元组解构: x=500, y=6.28, z=θ
元组索引: 索引1 = 6.28
数组: [1, 2, 3, 4, 5]
数组首元素: 1
字符串类型
fn main() {
// -------------------------------
// 3. 字符串类型
// -------------------------------
// &str：字符串切片（不可变视图）
let greeting: &str = "Hello, Rustaceans!";
// String：可增长的堆分配字符串
let mut message = String::from("Learning");
message.push_str(" Rust!"); // 修改字符串
// 元组解构和访问
let (x, y, z) = tuple;
println!("元组解构: x={}, y={}, z={}", x, y, z);
println!("元组索引: 索引1 = {}", tuple.1);
println!("数组: {:?}", array); // 使用 Debug trait 打印
println!("数组首元素: {}", array[0]); // 索引访问
println!("字符串切片: {}", greeting);
println!("可变字符串: {}", message);
}
输出：
> ./main
元组解构: x=500, y=6.28, z=θ
元组索引: 索引1 = 6.28
数组: [1, 2, 3, 4, 5]
数组首元素: 1
字符串切片: Hello, Rustaceans!
可变字符串: Learning Rust!
动态数组Vec
动态数组的开发中是无处不在，我们来看看动态数组, 直接看示例
fn main() {
let mut subject_list = vec![]; //声明一个vec, 这里可以不指明数据类型，在具体使用时，编译器会自动推断
subject_list.push("math");
println!("subject_list: {:?}", subject_list);
let mut vector: Vec<i32> = vec![1, 2, 4, 8];
vector.push(16);
vector.push(32);
vector.push(64);
println!("{:?}", vector);
let mut member_list: Vec<&str> = vec!["iceymoss", "kuk", "taks"];
member_list.push("lak"); // push元素
member_list.remove(0); // 移除索引为0的元素
println!("{:?}", member_list);
println!("{}", member_list[2]); // 索引访问
}
哈希表
哈希表这种东西，在go里面我们我们知道是map这种数据类型，来看看rust中的
use std::collections::HashMap; //哈希表在标准库中，需要手动导入，use关键字是rust导入方式
fn main() {
let mut age = HashMap::new(); //声明一个哈希表，未指定类型, 在使用时自动推断类型
age.insert("iceymoss", 18);
println!("{:?}", age.get("iceymoss"));
let mut year: HashMap<i32, String> = HashMap::new();
year.insert(2000, "龙".to_string()); // 字符串切片转为String
year.insert(2025, "蛇".to_string());
println!("year: {:?}", year);
let mut pass: HashMap<&str, bool> = HashMap::new();
pass.insert("iceymoss", true);
pass.insert("lass", false);
pass.remove("lass");
println!("pass: {:?}", pass);
println!("len: {}", pass.len());
println!("key: {:?}", pass.keys());
println!("value: {:?}", pass.values());
}
输出：
> ./main
Some(18)
year: {2025: "蛇", 2000: "龙"}
pass: {"iceymoss": true}
len: 1
key: ["iceymoss"]
value: [true]
复合数据类型
在rust中复合数据类似主要是：元组，结构体和枚举
元组
如何理解元组呢， 在go中没有元组这个东西啊，我是将其理解为大杂烩，啥都可以放进来，主要特定如下：
固定长度：创建后元素数量不可改变
异构：元素可以是不同类型
匿名字段：通过索引位置而非名称访问
零成本抽象：编译时确定类型，运行时无开销
来看一个简单示例：
fn main() {
let tuple: (i32, f32, bool) = (23, 32.4, true);
let i: i32 = tuple.0;
let f: f32 = tuple.1;
let x: bool = tuple.2;
println!("{}", i);
println!("{}", f);
println!("{}", x);
let tuple1: (i32, f32, bool) = (23, 32.4, true);
// 直接解构
let (a, b, c) = tuple;
println!("{}", a);
println!("{}", b);
println!("{}", c);
}
结构体
结构体那可太有用了，可以用来封装各种功能，在rus中使用struct关键字来定义，直接看示例：
// 定义一个Person结构体
struct Person {
name: String,
age: i8
}
fn main() {
let p = Person { // 注意：在rust中必须所有字段绑定值的，不然编译器是无法通过的，这也是rust非常严谨的一个体现
name:String::from("iceymoss"), //String在堆空间中
age:18,
};
println!("person: name={},age={}", p.name, p.age); //结构体字段使用.进行访问
}
输出：
> ./main
person: name=iceymoss,age=18
再来看一个复杂的结构体，结构体嵌套：
// 定义一个坐标
struct Point {
x: f32,
y: f32,
}
// 定义一个居住信息
struct Live {
name: String,
point: Point,
}
// 定义一个个人信息
struct Person {
name: String,
age: u8,
likes: u8,
gender: u8,
live: Live
}
fn main() {
// 实例化一个Person
let ming: Person = Person {
name: "iceymoss".to_string(),
age: 20,
likes: 5,
gender: 1,
live: Live { // 实例化
name: "ShangHai".to_string(),
point: Point { x: 123.32, y: 38.2374 }, // 实例化
}
};
println!("ming.name = {}", ming.name);
println!("ming.age = {}", ming.age);
println!("ming.likes = {}", ming.likes);
println!("ming.gender = {}", ming.gender);
println!("ming.live.name = {}", ming.live.name);
println!("ming.points.x = {}", ming.live.point.x);
println!("ming.points.y = {}", ming.live.point.y);
}
输出：
> ./struct_demo
ming.name = iceymoss
ming.age = 20
ming.likes = 5
ming.gender = 1
ming.live.name = ShangHai
ming.points.x = 123.32
ming.points.y = 38.2374
枚举
枚举在rust中真的是无处不见，大名鼎鼎的Result<T, E>和Option，先来看看枚举如何使用：
#[derive(Debug)]
enum Book {
Papery, // 纸质书
Electronic // 电子书
}
fn main() {
let book = Book::Papery; // 声明一个枚举
println!("{:?}", book);
}
这里表示定义了书的枚举，其中有两个变体，纸质书和电子书，输出：
> ./enum_demo
Papery
没错枚举就是这么简单，上强度, 在枚举中还可以包含字段，看示例：
enum Book {
Papery {index: u32}, // 变体中定义了u32类型的一个索引，表示书的页号
Electronic {url: String}, // 变体中定义了一个String类型的url，表示电子书的链接
}
fn main() {
let book = Book::Papery{index: 1001};
let ebook = Book::Electronic{url: String::from("http://mybook.com/electronic/bookname/index.html")};
// match 枚举类实例 {
// 分类1 => 返回值表达式,
// 分类2 => 返回值表达式,
// ...
// }
// match 枚举类实例 {
// 分类1 => {执行的代码块},
// 分类2 => {执行的代码块},
// ...
// }
match book {
Book::Papery { index } => {
println!("Papery book {}", index);
},
Book::Electronic { url } => {
println!("E-book {}", url);
}
}
match ebook {
Book::Electronic { url } => {
println!("E-book {}", url);
}
Book::Papery { index } => {
println!("Papery book {}", index);
}
}
}
先来看看输出：
> ./main
Papery book 1001
E-book http://mybook.com/electronic/bookname/index.html
我们可以看到match，没错他就是rust中大名鼎鼎的匹配模式，我们来看看Option是怎么使用的：
// Option是标准库中的
// enum Option<T> {
// Some(T),
// None,
// }
fn main() {
let opt = Option::Some("Hello");
match opt {
Option::Some(something) => {
println!("{}", something);
},
Option::None => {
println!("opt is nothing");
}
}
let opt1: Option<&str> = Option::None;
match opt1 {
Option::Some(something) => {
println!("{}", something);
},
Option::None => {
println!("opt is nothing");
}
}
// 由于Option是rust内部提供的，所以支持直接简化写法
let t = Some(64);
match t {
Some(64) => println!("Yes"),
_ => println!("No"), // 注意，枚举在匹配模式中，需要列出所有变体，如果不想匹配所有变体，使用_进行处理
}
//if let 语法
let i = 1;
match i {
0 => println!("zero"),
_ => {
println!("unkown i");
},
}
}
控制流
条件语句
和所有编程语言一样，也就是if - else if - else, rust的条件语句风格其实和go非常相似，直接来看示例：
fn main() {
let number = 6;
if number % 4 == 0 {
println!("number is divisible by 4");
} else if number % 3 == 0 {
println!("number is divisible by 3");
} else if number % 2 == 0 {
println!("number is divisible by 2");
} else {
println!("number is not divisible by 4, 3, or 2");
}
}
看上去是不是中规中矩，接着看示例，使用代码块：
fn main() {
let condition = true;
let number = if condition {
5
} else {
6
};
println!("The value of number is: {}", number);
}
if分支还可以做这种表达式，看上去是不是很像三元表达式, rust的条件语句非常简单
while
我们知道在go中其实是没有while关键字的，看示例：
fn main() {
let mut x: i32 = 100;
while x != 0 {
println!("value: {}", x);
x -= 1;
}
let arr:[i32; 10] = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10];
let mut index: i32 = 0;
while index < arr.len() as i32 {
println!("value: {}", arr[index as usize]);
index += 1;
}
}
输出：
> ./demo4
value: 100
value: 99
value: 98
value: 97
value: 96
value: 95
value: 94
value: 93
value: 92
value: 91
value: 90
value: 89
value: 88
value: 87
value: 86
value: 85
value: 84
value: 83
value: 82
value: 81
value: 80
value: 79
value: 78
value: 77
value: 76
value: 75
value: 74
value: 73
value: 72
value: 71
value: 70
value: 69
value: 68
value: 67
value: 66
value: 65
value: 64
value: 63
value: 62
value: 61
value: 60
value: 59
value: 58
value: 57
value: 56
value: 55
value: 54
value: 53
value: 52
value: 51
value: 50
value: 49
value: 48
value: 47
value: 46
value: 45
value: 44
value: 43
value: 42
value: 41
value: 40
value: 39
value: 38
value: 37
value: 36
value: 35
value: 34
value: 33
value: 32
value: 31
value: 30
value: 29
value: 28
value: 27
value: 26
value: 25
value: 24
value: 23
value: 22
value: 21
value: 20
value: 19
value: 18
value: 17
value: 16
value: 15
value: 14
value: 13
value: 12
value: 11
value: 10
value: 9
value: 8
value: 7
value: 6
value: 5
value: 4
value: 3
value: 2
value: 1
value: 1
value: 2
value: 3
value: 4
value: 5
value: 6
value: 7
value: 8
value: 9
value: 10
loop
loop就是无限循环的意思，可以理解为go的for{...}看看示例：
fn main() {
let mut x: i32 = 0; //mut 表示可以变
loop {
x = x + 1;
if x == 50 { //等于50时退出循环
break;
}
println!("{}", x);
}
}
迭代器（for)
对于遍历某一些数据结构，我们可能使用迭代器会更方便，我们来读取数据，例如在go中我们常用for i, v := range list {...},下面我们来看看rust的迭代器，这需要注意的是，会涉及到rust的所有权三态（所有权变量，不可变引用变量和可变引用变量），先来看示例：
fn main() {
for i in 1..=1000 { //迭代1000次, 注意这里的边界问题，[1,1000]， 如果是0..=1000那就是[0,1000]了
if i > 101 { //退出
break;
}
println!("{}", i);
}
for j in 'a'..='z' { // 从a迭代到z，注意边界，[a,z]
if j == 'y' {
break;
}
println!("{}", j);
}
}
所有权移动迭代
语法是这样的for i in list 这样迭代的话，list中的每一个元素随着迭代进行，他们的所以权会自动到i上，看示例：
fn main() {
let mut list = vec![10, 2, 111, 34, 12, 43];
for i in list { // 会移动所有权
println!("{}", i);
}
}
输出：
10
2
111
34
12
43
这样看着没有问题，但是如果我们想继续使用list，看看会发送什么？
fn main() {
let mut list = vec![10, 2, 111, 34, 12, 43];
for i in list { // 会移动所有权
println!("{}", i);
}
let l = list; // 注意这里
}
当我们编译时会发现报错：
> rustc range.rs
error[E0382]: use of moved value: `list`
--> range.rs:44:14
|
19 | let list = vec![10, 2, 111, 34, 12, 43];
| ---- move occurs because `list` has type `Vec<i32>`, which does not implement the `Copy` trait
...
39 | for i in list { // 会移动所有权
| ---- `list` moved due to this implicit call to `.into_iter()`
...
44 | let _l = list;
| ^^^^ value used here after move
|
note: `into_iter` takes ownership of the receiver `self`, which moves `list`
--> /home/jeff/.rustup/toolchains/stable-x86_64-unknown-linux-gnu/lib/rustlib/src/rust/library/core/src/iter/traits/collect.rs:313:18
|
313 | fn into_iter(self) -> Self::IntoIter;
| ^^^^
help: consider iterating over a slice of the `Vec<i32>`'s content to avoid moving into the `for` loop
|
39 | for i in &list { // 会移动所有权
| +
error: aborting due to 1 previous error
For more information about this error, try `rustc --explain E0382`.
这里的提示就是说list的所有权发送了移动，list失去了对堆空间值的所有权，他会被回收掉，所以不能再使用了。
不可变引用迭代
语法是这样的，for i in &list 多了一个&符号，示例：
fn main() {
let mut list = vec![10, 2, 111, 34, 12, 43];
for i in &list { // 不可变借用，开始借用list
println!("{}", i);
}
//这里归还借用
let l = list;
}
当我们使用不可变引用时，后续迭代器归还借用后，就可以继续使用list了
可变引用
语法就是加了一个mut关键字，for i in &mut list,&引用，mut可变，示例：
fn main() {
let mut list = vec![10, 2, 111, 34, 12, 43];
for i in &mut list { // 可变借用
if *i == 2 {
*i = 1000 //可变借用就可以改变值了
}
}
}
函数
函数使用fn进行定义，->表示返回值，示例：
fn add(x: i32, y: i32) -> i32 { //有返回值
x + y // 等同于 return x + y
}
fn print(str: &str) { // 没有返回值
println!("{}", str);
}
fn main() {
let ans = add(10, 20);
println!("add: {} + {} = {}", 10, 20, ans);
print("hello, iceymoss");
}
再看一些复杂的示例：
// 函数体中的表达式与语句
fn check_even(num: i32) -> bool {
// 使用表达式返回值 (无 return 关键字)
num % 2 == 0
}
fn print_result(num: i32) {
// 使用语句执行操作（无返回值）
println!("数字 {} 是{}数",
num,
if check_even(num) { "偶" } else { "奇" }
);
}
看看Result和Option的用法:
// 使用 Option 和 Result 处理错误
fn find_item(items: &[i32], target: i32) -> Option<usize> {
for (index, &item) in items.iter().enumerate() {
if item == target {
return Some(index);
}
}
None
}
fn safe_divide(a: i32, b: i32) -> Result<i32, String> {
if b == 0 {
Err("除以零错误".to_string())
} else {
Ok(a / b)
}
}
方法
我们在go中都知道方法这个概念，rust本身不是面向对象的语言，但是我们也可以为其添加方法，这一点我觉得和go很像，为一个结构体实现方法使用关键字impl, 下面来看示例，我们定义一个矩形，结构体，为其实现了几个方法：
#[derive(Debug)] // rust使用这种注解的方式来为结构体添加约束或者实现某一个trait, 后续会说到trait这个概念
struct Rectangle {
width: u32,
height: u32,
}
impl Rectangle {
fn create(width: u32, height: u32) -> Rectangle { //这种在impl Rectangle 作用域的但是没有传入self我们管叫关联函数，他不是这个结构体的方法，他类似go的工厂函数，cpp的构造函数
Rectangle { width, height }
}
fn area(&self) -> u32 {
self.width * self.height
}
// 可以看到&self这里其实就是语法糖，你可以理解为以下写法：
// fn area(rectangle: &Rectangle) -> u32 {
// self.width * self.height
// }
fn perimeter(&self) -> u32 {
(self.width + self.height) * 2
}
fn heighter(&self, rect: &Rectangle) -> bool {
self.height > rect.height
}
fn wider(&self, rect: &Rectangle) -> bool {
self.width > rect.width
}
}
fn main() {
let rect1 = Rectangle { width: 30, height: 50 };
println!("rect1's area is {}", rect1.area());
println!("rect1's perimeter {}", rect1.perimeter());
let rect2 = Rectangle { width: 100, height: 40 };
println!("rect2 wider > rect2 wider: {}", rect2.wider(&rect1));
println!("rect2 heigher > rect1 heigher {}", rect2.heighter(&rect1));
let rect3 = Rectangle::create(10, 20);
println!("rect3's is {:?}", rect3);
}
模块
我们使用mod关键字来表示一个模块，一个模块是否对外使用，这里什么引出了公有和私有性，比如说我们来定义一个模块
mod nation { // 定义模块 nation
pub mod government { // 子模块 government（公开）
pub fn govern() {} // 公开函数
}
mod congress { // 子模块 congress（私有）
pub fn legislate() {} // 函数虽标记为 pub，但受模块可见性限制
}
mod court { // 子模块 court（私有）
fn judicial() { // 私有函数
super::congress::legislate(); // 调用兄弟模块的函数
}
}
}
fn main() {
nation::government::govern();
nation::congress::legislate();
}
或者你可以运行看看结果
继续看示例：
mod module_a {
pub trait Shape {
fn play(&self) {
println!("1");
}
}
pub struct A;
impl Shape for A {}
}
pub mod module_b {
use super::module_a::Shape;
use super::module_a::A; // 这里只引入了另一个模块中的类型
pub fn doit() {
let a = A;
a.play();
}
}
fn main() {
module_b::doit();
}
总结
这里我们快速的过来一遍rust的基础语法，从基础数据类型，复合数据类型，流程控制和函数，看上去其实也不难的是吧，不过别担心，这里的内容只是rust的冰山一角。
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