Rust 学习笔记（1/21）：Hello, Rust!——从安装到 Cargo

本系列基于官方《Rust 程序设计语言》（The Rust Programming Language，TRPL）逐章学习。

开篇：一次带”安检”的旅程

想象你搬进一个新城市：房东先检查你的行李（编译器验证），再给你钥匙（生成可执行文件），之后你随时可以进门——甚至不用告诉房东你还住在这儿。Rust 的学习之旅就是这样开始的：先把代码编译成独立的可执行文件，别人拿走后无需安装 Rust 也能运行。这就是 Rust 作为预编译语言和 Python、JavaScript 这类动态语言最根本的区别。

本章是全程 21 篇笔记的起点，我们要完成三件事：装好工具链（rustup）、用最原始的方式编译第一个程序（rustc）、然后认识真正的项目管理工具（Cargo）。

第一步：安装——rustup 是”版本管家”

Rust 的安装工具叫 rustup，它不只装一个编译器，还负责管理 Rust 的版本和相关工具（类似 Node.js 的 nvm）。

  • Linux / macOS：一条命令搞定 
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    $ curl --proto '=https' --tlsv1.2 https://sh.rustup.rs -sSf | sh

    看到 Rust is installed now. Great! 即安装成功。macOS 还需要一个链接器：xcode-select --install。

  • Windows：从官网下载安装程序，过程中会提示安装 Visual Studio 的 “C++ build tools”（含 Windows 10 SDK），这是链接器依赖。
  • 日常维护：rustup update 升级到最新稳定版；rustup self uninstall 卸载。
  • 验证：rustc --version 应输出类似 rustc x.y.z (abcabcabc yyyy-mm-dd)；rustup doc 打开本地文档，离线也能查 API。

安装时顺带装好的还有 rustfmt（自动格式化，统一代码风格）和 Cargo。

第二步：Hello, World!——解剖第一个程序

创建 projects/hello_world 目录，写一个 main.rs：

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

编译并运行（分两步）：

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$ rustc main.rs
$ ./main        # Windows 下是 .\main.exe
Hello, world!

这个四行程序里有四个值得记住的细节：

  1. fn main() 是入口：每个可执行 Rust 程序都从 main 函数开始，参数放括号 () 里，函数体必须用大括号 {} 包住；
  2. println! 是宏不是函数：看到名字带 !，就是调用宏。这解释了为什么它没有加 ! 时（println）不存在；
  3. 字符串参数："Hello, world!" 被传给 println! 打印出来；
  4. 分号 ; 结尾：表示一个表达式结束，Rust 绝大多数行都以 ; 收尾。

另外注意 Rust 的缩进风格是 4 个空格，不是制表符。

编译与运行是独立的两步——这点和 Ruby/Python/JavaScript 完全不同。rustc main.rs 之后会生成二进制文件 main（Windows 还有 .pdb 调试信息文件）。你可以把编译产物直接发给没有装 Rust 的人运行，而发 .py 文件给别人，对方还得先装 Python。这是语言设计上的权衡：编译一步换来了分发时的便利。

第三步：Hello, Cargo!——真正的项目管家

rustc 对付单文件足够，项目一复杂（多文件、依赖库）就抓瞎。Cargo 是 Rust 的构建系统和包管理器，绝大多数 Rustacean（Rust 用户的自我昵称）都用它开工。

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$ cargo new hello_cargo
$ cd hello_cargo

Cargo 会生成一个标准项目骨架：

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hello_cargo/
├── Cargo.toml   # 项目配置清单
├── .gitignore   # 自动初始化 Git 仓库
└── src/
    └── main.rs  # 源码必须放在 src/ 下

Cargo.toml 是 TOML 格式的配置文件：

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[package]
name = "hello_cargo"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[dependencies]
  • [package]：本项目的元信息（名称、版本、edition 大版本）；
  • [dependencies]：依赖声明区，Rust 里代码包叫 crate，第 2 章猜数字游戏会用到。

三个日常命令是核心，它们的关系用一个表格就能看清：

命令 作用 产物 特点
cargo check 快速检查能否编译 无可执行文件 最快，写代码时随时跑
cargo build 编译 target/debug/ 下可执行文件 首次会生成 Cargo.lock（记录依赖版本，交给 Cargo 管理，勿手改）
cargo run 编译 + 运行 同上 文件没改就直接运行，改了先重新构建
cargo build --release 优化编译 target/release/ 运行最快但编译更慢，基准测试时用它

开发/发布双配置：日常开发用 debug 构建（快、带调试信息），给用户交付或做基准测试时用 --release（优化充分、跑得快）。

实践建议与总结

给新手的三条建议：

  1. 从 cargo new 开始，别再用裸 rustc——Cargo 的项目结构（源码在 src/、配置在根目录 Cargo.toml）是 Rust 生态的通用约定，越早习惯越好；
  2. 写代码时高频跑 cargo check，确认能编译再 cargo run，节省等编译的时间；
  3. git clone 一个 Rust 项目后，进来直接 cargo build 就能构建——这也是 Cargo 跨平台一致命令的便利之处（本书从这以后不再区分操作系统的命令差异）。

本章的收获可以浓缩成一句话：rustup 装工具链，rustc 编译单文件，Cargo 管项目全流程。第 2 章我们会用 Cargo 做一个真正的猜数字游戏，把变量、循环、match 这些概念串起来——那才是 Rust 之旅真正的第一座山。