1.5 第一个Rust程序：Hello, World!

学习任何一门编程语言，最经典的第一步就是编写一个“Hello, World!”程序。这不仅是一个仪式，更能帮助你验证开发环境是否配置正确，并初步了解Rust程序的基本结构。

1.5.1 创建项目目录

首先，在命令行中，选择一个你喜欢的目录（例如你的用户主目录或一个专门存放代码的文件夹），然后创建一个新的文件夹用于存放我们的第一个Rust项目。

# 创建名为 hello_world 的文件夹
mkdir hello_world

# 进入该文件夹
cd hello_world

1.5.2 编写Rust源代码

在 hello_world 文件夹中，创建一个新的文件，命名为 main.rs。Rust源文件通常使用 .rs 扩展名。

打开 main.rs 文件，并在其中输入以下代码：

fn main() {
    println!("Hello, World!");
}

让我们逐行分析这段代码：

  • fn main() { ... }：这是Rust程序的入口点。fn 关键字用于声明一个函数。main 是一个特殊的函数，每一个可执行的Rust程序都从 main 函数开始执行。() 表示这个函数不接收任何参数。函数体被包裹在花括号 { } 中。
  • println!("Hello, World!");：这是Rust中的一个宏（macro）。宏以感叹号 ! 结尾，与普通的函数调用有所区别。println! 宏的作用是将格式化的文本打印到标准输出（通常是你的终端屏幕），并在末尾自动添加一个换行符。这里，我们打印的字符串是 "Hello, World!"。注意，Rust中的语句以分号 ; 结尾。

1.5.3 编译与运行

Rust是一种编译型语言，这意味着我们需要先将源代码编译成可执行的机器码，然后再运行它。

  1. 编译：在终端中，确保你当前位于 hello_world 目录下，然后运行以下命令：

    rustc main.rs

    这个命令会调用Rust编译器 rustc 来编译 main.rs 文件。如果代码没有错误，编译过程会很快完成，并且不会输出任何信息。你会在当前目录下看到新生成的可执行文件（在Windows上是 main.exe，在Linux/macOS上是 main）。

  2. 运行：在终端中，运行刚刚生成的可执行文件：

    • Windows：
      .\main.exe
    • Linux/macOS：
      ./main

    你应该会在终端中看到如下输出：

    Hello, World!

恭喜！你已经成功编写并运行了你的第一个Rust程序。

1.5.4 使用Cargo创建项目（推荐）

虽然直接使用 rustc 编译单个文件很方便，但对于更复杂的项目，Rust官方提供了一个强大的构建系统和包管理工具——Cargo。Cargo可以帮助你创建项目、管理依赖、编译代码、运行测试等等。

让我们使用Cargo重新创建“Hello, World!”项目。

  1. 创建项目：在命令行中，回到你想放置项目的目录（不要在 hello_world 文件夹内部），然后运行：

    cargo new hello_cargo

    这个命令会创建一个名为 hello_cargo 的新目录，并自动生成一个标准的Rust项目结构。

  2. 项目结构：进入 hello_cargo 目录，你会看到以下内容：

    hello_cargo/
├── Cargo.toml
└── src/
    └── main.rs
    • Cargo.toml：这是Cargo的配置文件。它使用TOML格式，记录了项目的名称、版本、作者以及依赖的第三方库等信息。
    • src/main.rs：这是源代码文件。Cargo已经自动为你生成了一个“Hello, World!”程序。

  3. 查看源代码：打开 src/main.rs，你会看到与之前完全相同的代码：

    fn main() {
    println!("Hello, World!");
}

  4. 构建并运行：Cargo提供了一个非常方便的命令，可以一步完成编译和运行：

    cargo run

    当你在 hello_cargo 项目根目录下运行 cargo run 时，Cargo会：

    • 检查代码是否有变化。
    • 如果需要，则编译代码（首次运行或代码修改后）。
    • 运行生成的可执行文件。

    输出结果同样是：

    Hello, World!

cargo run 比先 rustc 再手动运行要高效得多，尤其是在项目变得复杂时。此外，你还可以使用 cargo build 命令来仅编译代码而不运行它，生成的可执行文件会存放在 target/debug/ 目录下。

1.5.5 小结

通过“Hello, World!”程序，我们学习了：

  • 如何创建Rust源文件（.rs）。
  • Rust程序的基本结构，包括 main 函数和 println! 宏。
  • 使用 rustc 直接编译和运行单个文件。
  • 使用Cargo工具创建、构建和运行一个项目。

对于未来所有的Rust项目，强烈建议使用Cargo作为你的项目管理工具。它极大地简化了开发流程，让你可以专注于编写代码本身。

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