Rust编程语言

Hello, Cargo!

Cargo 是 Rust 的构建系统和包管理器。大多数 Rust 开发者使用这个工具来管理他们的 Rust 项目，因为 Cargo 为你处理了许多任务，比如构建你的代码、下载你的代码所依赖的库，并构建这些库。（我们称你的代码所需的库为 依赖项。）

最简单的 Rust 程序，比如我们目前编写的这个，没有任何依赖项。如果我们使用 Cargo 构建“Hello, world!”项目，它只会使用 Cargo 处理代码构建的部分。随着你编写更复杂的 Rust 程序，你会添加依赖项，如果你使用 Cargo 启动项目，添加依赖项将会变得更加容易。

因为绝大多数 Rust 项目都使用 Cargo，本书的其余部分假设你也在使用 Cargo。如果你使用了“安装”部分讨论的官方安装程序，Cargo 会随 Rust 一起安装。如果你通过其他方式安装了 Rust，可以通过在终端中输入以下命令来检查是否安装了 Cargo：

$ cargo --version

如果你看到一个版本号，说明你已经安装了 Cargo！如果你看到一个错误，比如 command not found，请查看你安装方法的文档，以确定如何单独安装 Cargo。

使用 Cargo 创建项目

让我们使用 Cargo 创建一个新项目，并看看它与我们最初的“Hello, world!”项目有何不同。导航回你的 projects 目录（或你决定存储代码的任何地方）。然后，在任何操作系统上运行以下命令：

$ cargo new hello_cargo
$ cd hello_cargo

第一个命令创建了一个名为 hello_cargo 的新目录和项目。我们将项目命名为 hello_cargo，Cargo 会在同名目录中创建其文件。

进入 hello_cargo 目录并列出文件。你会看到 Cargo 为我们生成了两个文件和一个目录：一个 Cargo.toml 文件和一个包含 main.rs 文件的 src 目录。

它还初始化了一个新的 Git 仓库，并附带了一个 .gitignore 文件。如果你在现有的 Git 仓库中运行 cargo new，则不会生成 Git 文件；你可以通过使用 cargo new --vcs=git 来覆盖此行为。

注意：Git 是一个常见的版本控制系统。你可以通过使用 --vcs 标志来更改 cargo new 以使用不同的版本控制系统或不使用版本控制系统。运行 cargo new --help 查看可用的选项。

在你选择的文本编辑器中打开 Cargo.toml。它应该类似于 Listing 1-2 中的代码。

[package]
name = "hello_cargo"
version = "0.1.0"
edition = "2024"

[dependencies]

这个文件采用 TOML（Tom’s Obvious, Minimal Language）格式，这是 Cargo 的配置格式。

第一行 [package] 是一个部分标题，表示以下语句正在配置一个包。随着我们向这个文件添加更多信息，我们将添加其他部分。

接下来的三行设置了 Cargo 编译你的程序所需的配置信息：名称、版本和要使用的 Rust 版本。我们将在附录 E中讨论 edition 键。

最后一行 [dependencies] 是一个部分的开始，用于列出你的项目的任何依赖项。在 Rust 中，代码包被称为 crates。我们在这个项目中不需要任何其他 crate，但在第二章的第一个项目中会需要，所以我们将在那时使用这个依赖项部分。

现在打开 src/main.rs 并查看：

文件名: src/main.rs

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

Cargo 为你生成了一个“Hello, world!”程序，就像我们在 Listing 1-1 中编写的那个！到目前为止，我们的项目与 Cargo 生成的项目之间的区别在于，Cargo 将代码放在了 src 目录中，并且我们在顶层目录中有一个 Cargo.toml 配置文件。

Cargo 期望你的源文件位于 src 目录中。顶层项目目录仅用于 README 文件、许可证信息、配置文件以及任何与代码无关的内容。使用 Cargo 有助于你组织项目。每个东西都有其位置，每个东西都在其位置上。

如果你启动了一个不使用 Cargo 的项目，就像我们使用“Hello, world!”项目一样，你可以将其转换为使用 Cargo 的项目。将项目代码移动到 src 目录中，并创建一个适当的 Cargo.toml 文件。获取该 Cargo.toml 文件的一个简单方法是运行 cargo init，它会自动为你创建它。

构建和运行 Cargo 项目

现在让我们看看使用 Cargo 构建和运行“Hello, world!”程序时有什么不同！从你的 hello_cargo 目录中，通过输入以下命令来构建你的项目：

$ cargo build
   Compiling hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 2.85 secs

这个命令在 target/debug/hello_cargo（或在 Windows 上是 target\debug\hello_cargo.exe）中创建一个可执行文件，而不是在你的当前目录中。因为默认构建是调试构建，Cargo 将二进制文件放在名为 debug 的目录中。你可以使用以下命令运行可执行文件：

$ ./target/debug/hello_cargo # 或者在 Windows 上是 .\target\debug\hello_cargo.exe
Hello, world!

如果一切顺利，Hello, world! 应该会打印到终端。第一次运行 cargo build 还会导致 Cargo 在顶层创建一个新文件：Cargo.lock。这个文件跟踪项目中依赖项的确切版本。这个项目没有依赖项，所以文件有点稀疏。你永远不需要手动更改这个文件；Cargo 会为你管理其内容。

我们刚刚使用 cargo build 构建了一个项目，并使用 ./target/debug/hello_cargo 运行它，但我们也可以使用 cargo run 来编译代码，然后在一个命令中运行生成的可执行文件：

$ cargo run
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.0 secs
     Running `target/debug/hello_cargo`
Hello, world!

使用 cargo run 比记住运行 cargo build 然后使用二进制文件的完整路径更方便，因此大多数开发者使用 cargo run。

注意，这次我们没有看到表明 Cargo 正在编译 hello_cargo 的输出。Cargo 发现文件没有改变，所以它没有重新构建，而是直接运行了二进制文件。如果你修改了源代码，Cargo 会在运行之前重新构建项目，你会看到以下输出：

$ cargo run
   Compiling hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.33 secs
     Running `target/debug/hello_cargo`
Hello, world!

Cargo 还提供了一个名为 cargo check 的命令。这个命令快速检查你的代码以确保它可以编译，但不会生成可执行文件：

$ cargo check
   Checking hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.32 secs

为什么你不需要可执行文件？通常，cargo check 比 cargo build 快得多，因为它跳过了生成可执行文件的步骤。如果你在编写代码时不断检查你的工作，使用 cargo check 将加快让你知道你的项目是否仍在编译的过程！因此，许多 Rust 开发者在编写程序时定期运行 cargo check，以确保它能够编译。然后，当他们准备好使用可执行文件时，他们会运行 cargo build。

让我们回顾一下我们到目前为止学到的关于 Cargo 的内容：

• 我们可以使用 cargo new 创建一个项目。
• 我们可以使用 cargo build 构建一个项目。
• 我们可以使用 cargo run 在一个步骤中构建并运行一个项目。
• 我们可以使用 cargo check 构建一个项目而不生成二进制文件以检查错误。
• Cargo 将构建结果存储在 target/debug 目录中，而不是与我们的代码保存在同一目录中。

使用 Cargo 的另一个优点是，无论你在哪个操作系统上工作，命令都是相同的。因此，在这一点上，我们将不再提供针对 Linux 和 macOS 与 Windows 的具体说明。

发布构建

当你的项目最终准备好发布时，你可以使用 cargo build --release 来编译它并进行优化。这个命令将在 target/release 而不是 target/debug 中创建一个可执行文件。优化使你的 Rust 代码运行得更快，但启用它们会延长程序的编译时间。这就是为什么有两种不同的配置文件：一种用于开发，当你希望快速且频繁地重新构建时；另一种用于构建最终程序，你将把它交给用户，不会重复构建，并且会尽可能快地运行。如果你在基准测试代码的运行时间，请确保运行 cargo build --release 并使用 target/release 中的可执行文件进行基准测试。

Cargo 作为惯例

对于简单的项目，Cargo 并没有比直接使用 rustc 提供太多价值，但随着你的程序变得更加复杂，它将证明其价值。一旦程序增长到多个文件或需要依赖项，让 Cargo 协调构建会容易得多。

尽管 hello_cargo 项目很简单，但它现在使用了许多你在 Rust 职业生涯中会使用的真实工具。事实上，要处理任何现有项目，你可以使用以下命令通过 Git 检出代码，切换到该项目的目录，并进行构建：

$ git clone example.org/someproject
$ cd someproject
$ cargo build

有关 Cargo 的更多信息，请查看其文档。

总结

你已经开始了 Rust 之旅的精彩开端！在本章中，你学会了如何：

• 使用 rustup 安装最新的稳定版 Rust
• 更新到较新的 Rust 版本
• 打开本地安装的文档
• 直接使用 rustc 编写并运行“Hello, world!”程序
• 使用 Cargo 的惯例创建并运行一个新项目

现在是构建一个更实质性的程序以习惯阅读和编写 Rust 代码的好时机。因此，在第二章中，我们将构建一个猜数字游戏程序。如果你更愿意从学习 Rust 中常见的编程概念开始，请参见第三章，然后返回第二章。