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Rust 是一种系统编程语言,旨在提供内存安全性、并发性和高性能,同时避免传统系统编程语言(如 C 和 C++)中的常见问题,例如空指针解引用、内存泄漏和数据竞争。Rust 的设计哲学强调安全性、并发性和速度,使其成为构建高效且安全应用程序的理想选择。
Rust 由 Mozilla 开发,并且是开源的。它的语法类似于现代编程语言,具有较高的表达能力。Rust 的核心特性之一是所有权与借用系统,它通过自动内存管理避免了垃圾回收(GC)的需求,从而避免了内存泄漏和悬空指针等问题。
Rust 支持多种编程范式,包括面向对象编程(通过结构体和特性)、函数式编程(通过闭包和高阶函数)以及并发编程(使用轻量级线程和异步编程),从而提供了强大的表达能力和灵活性。
内存安全性:Rust 的所有权系统和借用检查器确保了内存安全,防止常见的内存问题,如悬空指针和内存泄漏。
并发性:Rust 的并发模型通过所有权、借用和锁机制消除了数据竞争,提供线程安全的并发支持。
零成本抽象:Rust 的抽象(如泛型、特性和闭包)具有极高的效率,几乎没有运行时开销,从而确保高执行性能。
现代语法:Rust 拥有现代、易于理解的语法,同时适用于低级系统编程。
无垃圾回收:Rust 通过所有权和生命周期管理内存,无需依赖垃圾回收器,从而实现更高的性能。
本指南将介绍 Rust 编程中的一些高级特性,包括:泛型、多态、元编程、函数式编程、高并发和并行编程。同时,还将涵盖 Web 开发、科学计算和机器学习等主题。以下是目录内容:
在深入本指南之前,建议您对以下内容有基本的了解:
Rust 的编译流程
Cargo 包管理工具
Rust 的基本语法:
变量声明
不可变变量 (let
)
可变变量 (let mut
)
常量 (const
)
类型推断
显式类型声明
解构赋值
数据类型
标量类型
整数类型 (i8
, i16
, i32
, i64
, i128
, u8
, u16
, u32
, u64
, u128
, usize
, isize
)
浮点数类型 (f32
, f64
)
布尔类型 (bool
)
字符类型 (char
)
复合类型
元组 (tuple
)
数组 (array
)
切片 (slice
)
控制流
条件语句:if
表达式、else
语句、else if
语句
循环语句:loop
,while
,for
匹配表达式
match
语句
模式匹配
函数
函数声明
函数签名
函数返回值
多返回值(元组)
函数作用域
参数传递(按值 vs 按引用)
匿名函数(闭包)
可变参数
所有权与借用
所有权
所有权转移
借用所有权(不可变借用,可变借用)
借用
不可变借用 (&T
)
可变借用 (&mut T
)
生命周期
生命周期注解
生命周期推断
结构体
结构体定义
类似于面向对象中的类,但没有继承
结构体字段定义
结构体初始化
方法与关联函数
impl
块
self
参数
结构体模式匹配
枚举
枚举定义
枚举变量
包含数据的枚举类型(例如元组或结构体)
match
语句与枚举
错误处理
Result
枚举
Ok
和 Err
错误传播(?
操作符)
Option
枚举
Some
和 None
模块与包
模块系统 (mod
)
文件模块
嵌套模块
use
导入
包与依赖管理
Cargo.toml
配置文件
第三方库(Crates)
建议您通过与大型语言模型的对话来熟悉这些语法概念。有关更详细的知识,可以参考 Rust 的官方文档或阅读其源代码。