Rust从入门到精通之入门篇：3.Hello World

Hello World

学习目标

完成本章学习后，你将能够：

创建并运行第一个 Rust 程序
理解 Rust 程序的基本结构
使用 Cargo 管理 Rust 项目
了解 Rust 的编译和执行过程
编写简单的 Rust 代码并添加注释

在本章中，我们将创建并运行第一个 Rust 程序。通过这个简单的例子，你将了解 Rust 程序的基本结构和工作流程。

创建第一个 Rust 程序

使用 Cargo 创建项目

最简单的方法是使用 Cargo 创建一个新项目：

bash 复制代码

cargo new hello_world
cd hello_world

Cargo 会为你创建一个基本的项目结构：

复制代码

hello_world/
├── Cargo.toml      # 项目配置文件
└── src/
    └── main.rs     # 主源代码文件

查看生成的代码

打开 src/main.rs 文件，你会看到 Cargo 已经为你生成了一个简单的 "Hello, world!" 程序：

rust 复制代码

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

让我们分析这段代码：

fn main() { ... } 定义了一个名为 main 的函数，这是 Rust 程序的入口点。
println!("Hello, world!"); 是一个宏调用，用于在控制台打印文本。
注意行尾的分号 ;，在 Rust 中，大多数语句都以分号结束。

运行 Hello World 程序

使用 Cargo 运行

在项目目录中，运行以下命令：

bash 复制代码

cargo run

Cargo 会编译并运行你的程序，你应该会看到输出：

复制代码

Hello, world!

编译过程发生了什么？

当你运行 cargo run 时，Cargo 执行以下步骤：

编译你的代码及其依赖项
生成一个可执行文件（在 target/debug/ 目录中）
运行该可执行文件

你也可以分别执行这些步骤：

bash 复制代码

# 仅编译
cargo build

# 运行编译后的可执行文件
./target/debug/hello_world  # 在 Unix 系统上
target\debug\hello_world.exe  # 在 Windows 上

修改 Hello World 程序

让我们稍微修改一下程序，使其更加个性化：

rust 复制代码

fn main() {
    let name = "Rustacean";
    println!("Hello, {}!", name);
    println!("Welcome to the world of Rust programming.");
}

这个修改后的程序引入了几个新概念：

let name = "Rustacean"; 声明了一个变量 name 并赋值为字符串 "Rustacean"。
println!("Hello, {}!", name); 使用了格式化字符串，其中 {} 是一个占位符，会被 name 的值替换。

保存文件并再次运行：

bash 复制代码

cargo run

你应该会看到：

复制代码

Hello, Rustacean!
Welcome to the world of Rust programming.

添加注释

Rust 支持多种注释风格：

rust 复制代码

// 这是一个单行注释

/* 这是一个
   多行注释 */

/// 这是文档注释，用于生成文档
/// 它支持 Markdown 格式

//! 这是模块级文档注释，通常用在文件开头

让我们在我们的程序中添加一些注释：

rust 复制代码

// hello_world.rs - 我的第一个 Rust 程序

fn main() {
    // 声明一个变量并赋值
    let name = "Rustacean";
    
    // 使用格式化打印
    println!("Hello, {}!", name);
    
    // 打印欢迎消息
    println!("Welcome to the world of Rust programming.");
}

理解 Rust 程序结构

main 函数

每个 Rust 可执行程序都必须有一个 main 函数，它是程序的入口点。函数定义以 fn 关键字开始，后跟函数名和一对圆括号，然后是函数体，用花括号 {} 包围。

语句和表达式

Rust 中的代码由语句和表达式组成：

语句：执行某些操作但不返回值的指令，通常以分号结束。
表达式：计算并返回值的代码片段，不以分号结束（如果加上分号，它就变成了一个语句）。

宏

println! 是一个宏，而不是函数。Rust 中的宏以感叹号结尾，它们在编译时展开为更复杂的代码。宏提供了比函数更强大的元编程能力。

示例程序

让我们创建一个稍微复杂一点的 Hello World 程序，展示更多 Rust 的基本特性：

rust 复制代码

// hello_advanced.rs - 一个增强版的 Hello World 程序

fn main() {
    // 使用变量存储名字
    let name = "Rustacean";
    
    // 使用格式化打印
    println!("Hello, {}!", name);
    
    // 使用多个参数
    let language = "Rust";
    let year = 2023;
    println!("Welcome to {} programming in {}!", language, year);
    
    // 使用不同的格式化选项
    println!("十进制: {}, 十六进制: {:x}, 二进制: {:b}", 42, 42, 42);
    
    // 使用命名参数
    println!("{language} is {adjective}!", language="Rust", adjective="awesome");
}

总结

在本章中，我们学习了：

如何使用 Cargo 创建新的 Rust 项目
Rust 程序的基本结构和 main 函数
如何编译和运行 Rust 程序
使用 println! 宏输出信息
Rust 中的基本注释类型
语句和表达式的区别

现在你已经成功运行了你的第一个 Rust 程序，并了解了其基本结构。在下一章中，我们将深入学习 Rust 的变量系统和数据类型，这是理解 Rust 编程的基础。