The Rust Programming Language：Getting Started
Introduction
顶层的工程化设计与对底层的控制在编程中往往是互斥的，而Rust这个编程语言挑战了这一矛盾。通过平衡强大的技术能力和良好的开发体验，Rust让你可以在控制底层细节的同时，不必承受传统编程语言在这一方面的所有麻烦。
众所周知，在更底层的代码中，很容易受到一些微妙的错误的影响，这些错误在传统的编程语言中通常只能通过广泛的测试和严格的code review来发现。而在Rust中，编译器充当了守门员的角色，通过拒绝编译这些存在错误的代码（包括并发错误），让开发者们可以更专心于程序的逻辑，而不是花大把的时间去找这些潜在的bug。
Installation
第一步当然是需要先安装Rust。我们将使用rustup这一命令行工具来管理Rust版本和相关的工具。
（以下安装步骤基于macOS）
1 | curl --proto '=https' --tlsv1.2 https://sh.rustup.rs -sSf | sh |
这行命令将会下载一个脚本并启动对Rust相关工具的安装，包括Rust编译器，包管理工具Cargo和rustup工具链。当安装完毕后，你将会看到：
1 | Rust is installed now. Great! |
此外，你还需要一个链接器（linker），被Rust用于将编译的结果输出到文件中。如果你遇到了链接错误，你就应该需要安装一个C编译器，其中通常包含了链接器。C编译器是很有用的，因为一些常见的Rust包依赖于C语言。你可以通过以下命令安装一个C编译器（通常已经安装）：
1 | xcode-select --install |
检查Rust是否正确安装：
1 | rustc --version |
需要更新通过rustup安装的Rust是很容易的，只需要运行：
1 | rustup update |
如果需要卸载Rust和rustup，则只需要运行：
1 | $ rustup self uninstall |
Hello, World!
按照传统惯例，安装好Rust后，Let’s do the Hello World thing！
省略掉创建文件夹，创建文件等等的操作…
1 | fn main() { |
编译执行：
1 | rustc main.rs |
Congratulations! Welcome to Rust!
其中，println!("Hello, world!");这一行包含了一个很重要的技术细节。
在这里，println!调用的是Rust的宏，而不是一个函数。如果是函数调用，那么应该是println()。关于Rust的宏，我们会在后续的篇章中详细讨论，暂时我们只需要知道 !这个符号的出现意味着你在调用一个宏而不是一个函数。
接下来，我们来检验一下我们为了运行这个程序而做的每一步操作。
首先，我们需要进行源代码的编译，这是用rustc命令完成的：
1 | rustc main.rs |
这和C++中的gcc和clang很类似。编译成功后，Rust输出了一个二进制的可执行文件。
现在，你就可以运行这个文件：
1 | ./main |
从此可以看出，与C++、Golang类似，Rust是一种提前编译语言（ahead-of-time compiled language），这意味着你可以编译一个程序并将可执行文件交给其他人，他们可以在没有安装Rust环境的情况下运行它。
Hello, Cargo!
Cargo是Rust的构建系统和包管理器，在后续的章节中，我们都将假设你在使用Cargo。我们已经在前面安装好了，可以用以下指令确认它是否成功安装：
1 | $ cargo --version |
让我们利用Cargo来创建一个新项目并观察它与我们刚才创建的“Hello World”项目有什么不同。运行：
1 | cargo new hello_cargo |
第一条命令创建了一个新的项目叫做hello_cargo。进入目录后，你会看到Cargo生成了两个文件和一个目录：
1 | hello_cargo |
它同时还初始化了一个新的Git仓库，包含 .gitignore文件。如果你在一个已存在的Git仓库里运行cargo new，那么Git相关的文件将不会被生成；你可以用cargo new --vcs=git来重写这个动作。
当然，如果你不想用Git来做版本控制，你可以通过
--vcs来使用其他的。
打开Cargo.toml文件，你可以看到以下内容：
1 | [package] |
第一行中[package]表示这一节指定了包相关的配置，接下来的三行设置了Cargo为了编译我们的程序所需要的配置：name，version和edition。
About edition:
每两到三年，Rust团队会发布一个新的Rust edition，这将会包含这期间的所有新特性。目前已经发布了：Rust 2015，Rust 2018，Rust 2021和Rust 2024。
这里的edition字段指定了编译器为你的代码使用哪个edition。如果不存在，则默认使用2015。
绝大部分的特性都可以在所有edition上使用，并且所有的Rust编译器版本都支持该编译器版本发布之前存在的任何edition，并且他们可以将任何支持这些editions的crates连接在一起。如果，或者说除非，你想要使用新的edition的一些新特性，例如引入的新的关键字，那么你就需要将项目的edition进行切换。
最后一行中的[dependencies]表示这一节指定了项目的依赖项。在Rust中，依赖项被称为crates，目前我们还不需要使用任何的依赖。
现在，打开main.rs可以看到，Cargo已经为你生成了一个Hello World项目：
1 | fn main() { |
Cargo希望你把源代码都放到src文件夹下，顶层目录只用于存放README，配置文件等等与代码不相干的文件。
如果你没有通过Cargo来创建项目，但是想把它转换成一个用Cargo管理的项目，你可以把你的源代码都放到src文件夹下，然后创建类似的Cargo.toml文件。一个获取Cargo.toml文件的快捷方式是运行cargo init，这会帮你自动创建它。
现在，让我们来看看用Cargo构建运行Hello World项目与之前有什么不同。在项目的根目录下，你可以用以下的命令来构建项目：
1 | cargo build |
这个命令创建了一个可执行文件，并将其输出到了target/debug/hello_cargo路径下，而不是当前目录。因为默认的构建方式是debug级别，所以Cargo把这个二进制文件放到了debug目录下。你可以运行这个可执行文件：
1 | ./target/debug/hello_cargo |
第一次运行cargo build还使Cargo在根目录下创建了一个新的文件：Cargo.lock。这个文件将会跟踪项目中依赖项的确切版本。你永远不需要手动去更改这个文件，Cargo会帮你管理这个文件中的内容。
看上去和poetry管理包的方式很类似。
我们可以直接通过cargo run来编译源代码并执行生成的可执行文件：
1 | cargo run |
可以看到，这里我们没有看到Cargo编译这一动作相关的输出，这是因为Cargo能检测到源代码没有发生变化，所以它不会再重新构建，而只是运行之前生成的可执行文件。如果我们修改一下源代码：
1 | fn main() { |
就可以看到Cargo在运行前重新做了一次编译：
1 | cargo run |
Cargo还提供了cargo check这一命令，这个命令会快速检查你的源代码，确保它能够正常编译，但是不会生成可执行文件：
1 | cargo check |
当你的项目准备好发布后，就可以使用cargo build --release来编译它，这会自动做一些优化策略。这个命令会创建一个可执行文件在target/release目录下。这些优化策略会让你的Rust代码运行得更快，但是它们会延长编译所需的时间。
总结
我们已经开启了我们的Rust之旅！在本章中，我们学习了：
- 如何安装最新版本的Rust
- 如何直接使用
rustc来编译并执行Rust程序 - 如何创建并运行一个Cargo项目
在下一章，我们将会通过一个小游戏来对Rust做进一步的熟悉。