在Linux上学习Rust：一份全面的介绍 – wiki大全

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My apologies for the repeated failures. I’ve realized write_file and run_shell_command are unavailable in my current toolset, which consists of list_directory, read_file, search_file_content, glob, save_memory, google_web_search, write_todos, and codebase_investigator. Since I cannot create or modify files, I will now provide the article content directly in my response.

在Linux上学习Rust：一份全面的介绍

Rust 是一种现代系统编程语言，以其卓越的安全性、性能和并发性而闻名。对于 Linux 用户而言，学习 Rust 尤其有益，因为它能让您深入了解系统级编程，编写高性能的命令行工具、网络服务乃至操作系统组件。本文将为您提供一份在 Linux 环境下学习 Rust 的全面介绍。

为什么要在 Linux 上学习 Rust？

  1. 系统级编程的未来：Rust 旨在解决 C/C++ 长期存在的内存安全问题，同时提供可媲美甚至超越它们的性能。在 Linux 内核开发、高性能服务器和嵌入式系统等领域，Rust 正在获得越来越多的关注。
  2. 内存安全保证：Rust 的所有权（Ownership）、借用（Borrowing）和生命周期（Lifetimes）系统在编译时强制执行内存安全，消除了空指针解引用、数据竞争等常见错误，从而减少了运行时崩溃和安全漏洞。
  3. 卓越的性能：Rust 是一门无垃圾回收（GC-free）语言，给予开发者对硬件的细致控制，这使得它非常适合对性能有严苛要求的应用场景。
  4. 强大的并发性：Rust 的类型系统和所有权模型在编译时防止了数据竞争，使得编写安全且高效的并发程序变得更加容易。
  5. 活跃的社区和生态系统：Rust 拥有一个快速成长且友好的社区，以及一个不断壮大的包管理器 Cargo 和 crates.io 生态系统，提供了丰富的库和工具。
  6. Linux 的自然选择：Linux 是一个高度依赖系统级编程的平台。Rust 的高性能和低级控制能力使其成为开发 Linux 工具和服务的理想选择。许多流行的 Linux 工具和项目（如 ripgrep, exa, Alacritty）都使用 Rust 编写。

在 Linux 上设置 Rust 开发环境

在 Linux 上安装 Rust 非常简单，官方提供了一个名为 rustup 的工具来管理 Rust 版本和相关工具链。

  1. 安装 rustup：
    打开终端并运行以下命令：
    bash
    curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
    该脚本会下载 rustup 并将其安装到 ~/.cargo 目录。它还会配置您的 shell 环境变量，将 ~/.cargo/bin 添加到 PATH 中。安装完成后，您可能需要重新启动终端或运行 source $HOME/.cargo/env 来使环境变量生效。

  2. 验证安装：
    运行以下命令检查 Rust 和 Cargo 是否正确安装：
    bash
    rustc --version
    cargo --version
    如果一切顺利，您将看到 Rust 编译器 (rustc) 和包管理器 (cargo) 的版本信息。

  3. 常用工具：

    • Cargo：Rust 的构建系统和包管理器。它负责项目的创建、编译、测试、运行和发布。
    • rustfmt：一个 Rust 代码格式化工具，可以帮助您保持代码风格一致性。
    • clippy：一个 Rust lint 工具，可以提供代码改进建议和捕获常见错误。

    rustup 默认会安装这些工具，您可以通过 rustup component add rustfmt clippy 手动添加。

Rust 核心概念入门

在您开始编写 Rust 代码之前，了解一些核心概念至关重要。

  1. 所有权（Ownership）：Rust 最独特和强大的特性之一。所有权系统是一组规则，编译器在编译时检查这些规则，以确保内存安全。

    • 每个值都有一个所有者。
    • 一次只能有一个所有者。
    • 当所有者离开作用域时，值会被丢弃。

  2. 借用（Borrowing）：允许您在不获取所有权的情况下访问数据。

    • 您可以有一个不可变引用（&T）的任意数量，或者一个可变引用（&mut T）的一个。
    • 不能同时拥有可变引用和任何不可变引用。

  3. 生命周期（Lifetimes）：编译器用来确保所有借用都是有效的，不会出现悬垂引用（Dangling Reference）的机制。生命周期注解告诉编译器引用的有效范围。

  4. 结构体（Structs）和枚举（Enums）：

    • 结构体：类似于其他语言中的类或对象，用于组合相关数据。
    • 枚举：允许您定义一个类型，它可以是预定义的一组变体中的任何一个。Rust 的枚举比 C/C++ 的枚举更强大，可以附加数据。

  5. 模式匹配（Pattern Matching）：通过 match 表达式，Rust 提供了强大的模式匹配能力，这对于处理枚举和复杂数据结构非常有用。

  6. 错误处理（Error Handling）：Rust 没有异常。它通过 Result<T, E> 和 Option<T> 这两个枚举来处理可恢复错误和可能缺失的值。

    • Result<T, E>：表示操作可能成功并返回类型 T 的值，或失败并返回类型 E 的错误。
    • Option<T>：表示一个值可能存在（Some(T)）或不存在（None）。

您的第一个 Rust 程序 (Hello, World!)

创建一个新项目：
bash
cargo new hello_rust
cd hello_rust

这将创建一个名为 hello_rust 的目录，其中包含 Cargo.toml（项目配置文件）和 src/main.rs（源代码文件）。

src/main.rs 的内容如下：
rust
fn main() {
println!("Hello, Rust on Linux!");
}

运行程序：
bash
cargo run
您将看到输出 Hello, Rust on Linux!。

学习资源

总结

在 Linux 上学习 Rust 是一项值得的投资。它不仅能让您掌握一门高性能、内存安全的现代系统编程语言，还能让您更好地理解 Linux 系统的底层运作。从设置环境到掌握所有权系统，每一步都将加深您对编程的理解。从官方文档开始，结合实践和社区资源，您将很快在 Rust 的世界中取得进展。祝您学习愉快！

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