連續 4 年成為“開發者最喜歡的語言”，Rust 憑啥這麼香？
fn
main
（）
{
println
！
（
“hello rust”
）；
}
隨著 Facebook 的 Libra 專案出爐，Rust 進入了大家眼中，這是 Rust 有史以來最大的專案，它的旅程可能才剛剛開始。
雖然你可能還不太瞭解 Rust，但在開發者眼中，Rust 真香！
連續 4 年，在 Stack Overflow 開發者「最受喜愛程式語言」評選中，Rust 都是第一名。
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2015 年 5 月 15 日，Rust 正式釋出了 1。0 版本。
4 年來，它憑藉著「安全」和「高併發」兩個特性，受到了越來越多開發者的喜愛。
Rust 正以勢如破竹之勢佔領區塊鏈新興專案市場，很多著名的老專案也在考慮轉向使用 Rust 重寫。
Rust 的語言特性（安全、高效能、併發程式設計）與區塊鏈的特性（分散式、加密、安全敏感）天生契合，很多著名的區塊鏈專案已經選擇使用Rust 作為其開發語言，包括：Parity、Polkadot、Substrate、Grin、Ethereum 經典、Holochain、Cardano-Rust、Exonum、Lighthouse、Nimiq、Nervos、Conflux-Rust、Codechain、Witnet 等，更不用說即將到來的 Libra。
相信，選擇使用 Rust 作為第一開發語言的區塊鏈專案也會越來越多，我們會迎來一波的 Rust 語言學習高潮，而區塊鏈開發者的薪資有多高，相信大家都清楚。
實驗樓上線了一門免費的 Rust 教程 —— 《透過例子學 Rust》。
課程改編自經典教材《Rust By Example》，並根據教材內容配置了線上實驗環境，和挑戰測試。每一個知識點都有配套的例項和小練習，讓大家輕鬆地掌握這門語言。
《Rust By Example》的Github倉庫地址：rust-lang-cn/rust-by-example-cn
以下是課程第一節內容：
課程介紹
Rust 是一門注重安全（safety）、速度（speed）和併發（concurrency）的現代系統程式語言。Rust 透過記憶體安全來實現以上目標，但不用垃圾回收機制（garbage collection， GC）。本課程為《透過例子學 Rust》的線上實驗版本，透過線上實驗一系列程式例子，一步步完成 Rust 程式語言的入門。歡迎在課程倉庫中參與修訂和完善，倉庫地址見 透過例子學 Rust - 線上實驗版。所有文件內容版權跟隨中文及英文原文件的版權（版權為 MIT 協議 或 Apache 協議）。
知識點
本節實驗的主要內容包括以下知識點：
課程介紹
如何編寫第一個程式
Hello World 程式詳解
註釋
格式化輸出
實驗列表
課程實驗根據原版教程內容進行規劃，每個實驗對應原版教程中的一個或多個章節：
Hello World - 從經典的 “Hello World” 程式開始學習。
原生型別 - 學習有符號整型，無符號整型和其他原生型別。
自定義型別 - 結構體
struct
和 列舉
enum
。
變數繫結 - 變數繫結，作用域，變數遮蔽。
型別系統 - 學習改變和定義型別。
型別轉換
表示式
流程控制 -
if
/
else
，
for
，以及其他流程控制有關內容。
函式 - 學習方法、閉包和高階函式。
模組 - 使用模組來組織程式碼。
crate
- crate 是 Rust 中的編譯單元。學習建立一個庫。
cargo - 學習官方的 Rust 包管理工具的一些基本功能。
屬性 - 屬性是應用於某些模組、crate 或項的元資料（metadata）。
泛型 - 學習編寫能夠適用於多型別引數的函式或資料型別。
作用域規則 - 作用域在所有權（ownership）、借用（borrowing）和生命週期（lifetime）中起著重要作用。
特性 trait - trait 是對未知型別 （
Self
） 定義的方法集。
宏
錯誤處理 - 學習 Rust 語言處理失敗的方式。
標準庫型別 - 學習
std
標準庫提供的一些自定義型別。
標準庫更多介紹 - 更多關於檔案處理、執行緒的自定義型別。
測試 - Rust 語言的各種測試手段。
不安全操作，相容性和補充內容
現在我們開始進入到第一個 Hello World 實驗吧！
Hello World
我們的第一個程式將列印傳說中的 “Hello World” 訊息，下面是完整的程式程式碼和編譯執行過程。這是傳統的 Hello World 程式的原始碼。首先，在實驗樓 WebIDE 中
/home/project
目錄下新建
hello。rs
檔案，編寫以下程式碼（以
//
開頭的註釋內容可以不必輸入）：
// 這是註釋內容，將會被編譯器忽略掉
// 可以單擊那邊的按鈕 “Run” 來測試這段程式碼 ->
// 若想用鍵盤操作，可以使用快捷鍵 “Ctrl + Enter” 來執行
// 這段程式碼支援編輯，你可以自由地修改程式碼！
// 透過單擊 “Reset” 按鈕可以使程式碼恢復到初始狀態 ->
// 這是主函式
fn
main
（）
{
// 呼叫編譯生成的可執行檔案時，這裡的語句將被執行。
// 將文字列印到控制檯
println
！
（
“Hello World！”
）；
}
println！
是一個 宏（macros），可以將文字輸出到控制檯（console）。在實驗樓 WebIDE 終端中執行以下命令，使用 Rust 的編譯器
rustc
從源程式生成可執行檔案：
$
cd
/
home
/
project
$
rustc
hello
。
rs
使用
rustc
編譯後將得到可執行檔案
hello
，使用以下命令來執行生成的檔案
hello
：
$
。
/
hello
執行後的結果如下所示：
動手試一試
請嘗試下在你的
hello。rs
程式中增加一行程式碼，再一次使用宏
println！
，得到下面結果：
Hello
World
！
I
‘m
a
Rustacean
！
註釋
註釋對任何程式都不可缺少，同樣 Rust 支援幾種不同的註釋方式。
普通註釋，其內容將被編譯器忽略掉：
// 單行註釋，註釋內容直到行尾。
/* 塊註釋， 註釋內容一直到結束分隔符。*/
文件註釋，其內容將被解析成 HTML 幫助文件：
/// 為接下來的項生成幫助文件。
//！ 為註釋所屬於的項（譯註：如 crate、模組或函式）生成幫助文件。
fn
main
（）
{
// 這是行註釋的例子
// 注意有兩個斜線在本行的開頭
// 在這裡面的所有內容都不會被編譯器讀取
// println！（“Hello， world！”）；
// 請執行一下，你看到結果了嗎？現在請將上述語句的兩條斜線刪掉，並重新執行。
/*
* 這是另外一種註釋——塊註釋。一般而言，行註釋是推薦的註釋格式，
* 不過塊註釋在臨時註釋大塊程式碼特別有用。/* 塊註釋可以 /* 巢狀， */ */
* 所以只需很少按鍵就可註釋掉這些 main（） 函式中的行。/*/*/* 自己試試！*/*/*/
*/
/*
注意，上面的例子中縱向都有 `*`，這只是一種風格，實際上這並不是必須的。
*/
// 觀察塊註釋是如何簡單地對錶達式進行修改的，行註釋則不能這樣。
// 刪除註釋分隔符將會改變結果。
let
x
=
5
+
/* 90 + */
5
；
println
！
（
“Is `x` 10 or 100？ x = {}”
，
x
）；
}
格式化輸出
列印操作由
std：：fmt
裡面所定義的一系列
宏
來處理，包括：
format！
：將格式化文字寫到
字串
（String）。
譯註：
字串
是返回值不是引數。
print！
：與
format！
類似，但將文字輸出到控制檯（
io：：stdout
）。
println！
： 與
print！
類似，但輸出結果追加一個換行符。
eprint！
：與
format！
類似，但將文字輸出到標準錯誤（
io：：stderr
）。
eprintln！
：與
eprint！
類似，但輸出結果追加一個換行符。
這些宏都以相同的做法解析（parse）文字。另外有個優點是格式化的正確性會在編譯時檢查。新建
format。rs
檔案，編寫程式碼如下。
fn
main
（）
{
// 通常情況下，`{}` 會被任意變數內容所替換。
// 變數內容會轉化成字串。
println
！
（
“{} days”
，
31
）；
// 不加字尾的話，31 就自動成為 i32 型別。
// 你可以新增字尾來改變 31 的型別。
// 用變數替換字串有多種寫法。
// 比如可以使用位置引數。
println
！
（
“{0}， this is {1}。 {1}， this is {0}”
，
“Alice”
，
“Bob”
）；
// 可以使用命名引數。
println
！
（
“{subject} {verb} {object}”
，
object
=
“the lazy dog”
，
subject
=
“the quick brown fox”
，
verb
=
“jumps over”
）；
// 可以在 `：` 後面指定特殊的格式。
println
！
（
“{} of {：b} people know binary， the other half don’t”
，
1
，
2
）；
// 你可以按指定寬度來右對齊文字。
// 下面語句輸出 “ 1”，5 個空格後面連著 1。
println
！
（
“{number：>width$}”
，
number
=
1
，
width
=
6
）；
// 你可以在數字左邊補 0。下面語句輸出 “000001”。
println
！
（
“{number：>0width$}”
，
number
=
1
，
width
=
6
）；
// println！ 會檢查使用到的引數數量是否正確。
println
！
（
“My name is {0}， {1} {0}”
，
“Bond”
）；
// 改正 ^ 補上漏掉的引數：“James”
// 建立一個包含單個 `i32` 的結構體（structure）。命名為 `Structure`。
#［allow（dead_code）］
struct
Structure
（
i32
）；
// 但是像結構體這樣的自定義型別需要更復雜的方式來處理。
// 下面語句無法執行。
println
！
（
“This struct `{}` won‘t print。。。”
，
Structure
（
3
））；
// 改正 ^ 註釋掉此行。
}
std：：fmt
包含多種
traits
（trait 有「特徵，特性」等意思）來控制文字顯示，其中重要的兩種 trait 的基本形式如下：
fmt：：Debug
：使用
{：？}
標記。格式化文字以供除錯使用。
fmt：：Display
：使用
{}
標記。以更優雅和友好的風格來格式化文字。
上例使用了
fmt：：Display
，因為標準庫提供了那些型別的實現。若要列印自定義型別的文字，需要更多的步驟。
動手試一試
改正上面程式碼中的兩個錯誤（見程式碼註釋中的「改正」），使它可以沒有錯誤地執行。
再用一個
println！
宏，透過控制顯示的小數位數來列印：
Pi is roughly 3。142
（Pi 約等於 3。142）。為了達到練習目的，使用
let pi = 3。141592
作為 Pi 的近似 值。
提示：設定小數位的顯示格式可以參考文件 std：：fmt。
除錯（Debug）
所有的型別，若想用
std：：fmt
的格式化
trait
打印出來，都要求實現這個
trait
。自動的實現只為一些型別提供，比如
std
庫中的型別。所有其他型別都必須手動實現。
fmt：：Debug
這個
trait
使這項工作變得相當簡單。所有型別都能推導（
derive
，即自 動建立）
fmt：：Debug
的實現。但是
fmt：：Display
需要手動實現。
// 這個結構體不能使用 `fmt：：Display` 或 `fmt：：Debug` 來進行列印。
struct
UnPrintable
（
i32
）；
// `derive` 屬性會自動建立所需的實現，使這個 `struct` 能使用 `fmt：：Debug` 列印。
#［derive（Debug）］
struct
DebugPrintable
（
i32
）；
所有
std
庫型別都天生可以使用
{：？}
來列印。新建
format1。rs
檔案，編寫程式碼如下：
// 推導 `Structure` 的 `fmt：：Debug` 實現。
// `Structure` 是一個包含單個 `i32` 的結構體。
#［derive（Debug）］
struct
Structure
（
i32
）；
// 將 `Structure` 放到結構體 `Deep` 中。然後使 `Deep` 也能夠列印。
#［derive（Debug）］
struct
Deep
（
Structure
）；
fn
main
（）
{
// 使用 `{：？}` 列印和使用 `{}` 類似。
println
！
（
“{：？} months in a year。”
，
12
）；
println
！
（
“{1：？} {0：？} is the {actor：？} name。”
，
“Slater”
，
“Christian”
，
actor
=
“actor’s”
）；
// `Structure` 也可以列印！
println
！
（
“Now {：？} will print！”
，
Structure
（
3
））；
// 使用 `derive` 的一個問題是不能控制輸出的形式。
// 假如我只想展示一個 `7` 怎麼辦？
println
！
（
“Now {：？} will print！”
，
Deep
（
Structure
（
7
）））；
}
在實驗樓 WebIDE 終端中編譯並執行程式。
$
rustc
format1
。
rs
$
。
/
format1
執行結果如下所示：
所以
fmt：：Debug
確實使這些內容可以列印，但是犧牲了一些美感。Rust 也透過
{：#？}
提供了「美化列印」的功能：
#［derive（Debug）］
struct
Person
<
‘a
>
{
name
：
&
’a
str
，
age
：
u8
}
fn
main
（）
{
let
name
=
“Peter”
；
let
age
=
27
；
let
peter
=
Person
{
name
，
age
}；
// 美化列印
println
！
（
“{：#？}”
，
peter
）；
}
將上面程式碼新增到
format1。rs
中後，編譯並執行的結果如下所示：
你可以透過手動實現
fmt：：Display
來控制顯示效果。
顯示（Display）
fmt：：Debug
通常看起來不太簡潔，因此自定義輸出的外觀經常是更可取的。這需要透過手動實現
fmt：：Display
來做到。
fmt：：Display
採用
{}
標記。實現方式看起來像這樣：
// （使用 `use`）匯入 `fmt` 模組使 `fmt：：Display` 可用
use
std
：：
fmt
；
// 定義一個結構體，咱們會為它實現 `fmt：：Display`。以下是個簡單的元組結構體
// `Structure`，包含一個 `i32` 元素。
struct
Structure
（
i32
）；
// 為了使用 `{}` 標記，必須手動為型別實現 `fmt：：Display` trait。
impl
fmt
：：
Display
for
Structure
{
// 這個 trait 要求 `fmt` 使用與下面的函式完全一致的函式簽名
fn
fmt
（
&
self
，
f
：
&
mut
fmt
：：
Formatter
）
->
fmt
：：
Result
{
// 僅將 self 的第一個元素寫入到給定的輸出流 `f`。返回 `fmt：Result`，此
// 結果表明操作成功或失敗。注意 `write！` 的用法和 `println！` 很相似。
write
！
（
f
，
“{}”
，
self
。
0
）
}
}
fmt：：Display
的效果可能比
fmt：：Debug
簡潔，但對於
std
庫來說，這就有一個問題。模稜兩可的型別該如何顯示呢？舉個例子，假設標準庫對所有的
Vec
都實現了同一種輸出樣式，那麼它應該是哪種樣式？下面兩種中的一種嗎？
Vec
：
/：/etc：/home/username：/bin
（使用
：
分割）
Vec
：
1，2，3
（使用
，
分割）
我們沒有這樣做，因為沒有一種合適的樣式適用於所有型別，標準庫也並不擅自規定一種樣式。對於
Vec
或其他任意
泛型容器
（generic container），
fmt：：Display
都沒有實現。因此在這些泛型的情況下要用
fmt：：Debug
。這並不是一個問題，因為對於任何非泛型的容器型別，
fmt：：Display
都能夠實現。新建
display。rs
檔案，編寫程式碼如下：
use
std
：：
fmt
；
// （使用 `use`）匯入 `fmt` 模組使 `fmt：：Display` 可用
// 帶有兩個數字的結構體。推匯出 `Debug`，以便與 `Display` 的輸出進行比較。
#［derive（Debug）］
struct
MinMax
（
i64
，
i64
）；
// 實現 `MinMax` 的 `Display`。
impl
fmt
：：
Display
for
MinMax
{
fn
fmt
（
&
self
，
f
：
&
mut
fmt
：：
Formatter
）
->
fmt
：：
Result
{
// 使用 `self。number` 來表示各個資料。
write
！
（
f
，
“（{}， {}）”
，
self
。
0
，
self
。
1
）
}
}
// 為了比較，定義一個含有具名欄位的結構體。
#［derive（Debug）］
struct
Point2D
{
x
：
f64
，
y
：
f64
，
}
// 類似地對 `Point2D` 實現 `Display`
impl
fmt
：：
Display
for
Point2D
{
fn
fmt
（
&
self
，
f
：
&
mut
fmt
：：
Formatter
）
->
fmt
：：
Result
{
// 自定義格式，使得僅顯示 `x` 和 `y` 的值。
write
！
（
f
，
“x： {}， y： {}”
，
self
。
x
，
self
。
y
）
}
}
fn
main
（）
{
let
minmax
=
MinMax
（
0
，
14
）；
println
！
（
“Compare structures：”
）；
println
！
（
“Display： {}”
，
minmax
）；
println
！
（
“Debug： {：？}”
，
minmax
）；
let
big_range
=
MinMax
（
-
300
，
300
）；
let
small_range
=
MinMax
（
-
3
，
3
）；
println
！
（
“The big range is {big} and the small is {small}”
，
small
=
small_range
，
big
=
big_range
）；
let
point
=
Point2D
{
x
：
3。3
，
y
：
7。2
}；
println
！
（
“Compare points：”
）；
println
！
（
“Display： {}”
，
point
）；
println
！
（
“Debug： {：？}”
，
point
）；
// 報錯。`Debug` 和 `Display` 都被實現了，但 `{：b}` 需要 `fmt：：Binary`
// 得到實現。這語句不能執行。
// println！（“What does Point2D look like in binary： {：b}？”， point）；
}
程式執行的結果如下所示：
篇幅有限，課程共有 22 個章節，全部免費，歡迎在實驗樓邊敲程式碼邊學習：