Rust环境搭建 - 技术栈

一、Rust概述

1.1 什么是Rust

Rust 是一门强调内存安全、并发安全与高性能的系统编程语言。它通过所有权、借用与生命周期等独特的类型系统设计，在不依赖垃圾回收的前提下提供可靠的内存管理，同时保持与 C/C++ 接近的运行效率。

1.2 为什么选择Rust

安全可靠：在编译期防止数据竞争与悬垂引用。
高性能：零成本抽象、面向性能的标准库与编译器优化。
现代生态：使用 cargo 进行构建、测试与发布，crates.io 提供丰富依赖。
跨平台：支持 Windows、macOS、Linux、WebAssembly 与嵌入式等场景。
工具完善：rustup 管理多版本工具链，rust-analyzer 提供高效 IDE 体验。

1.3 核心概念

所有权与借用：通过编译期规则确保资源的唯一性与可控共享。
生命周期：描述引用在编译期的有效范围，避免悬垂指针。
Trait：定义行为接口，支持泛型与多态。
模式匹配与枚举：通过 match 实现安全且表达力强的分支逻辑。
宏与零成本抽象：在不增加运行时开销的前提下提升表达能力。

二、Windows搭建Rust开发环境

2.1 环境与工具链选择

推荐使用 MSVC 工具链（Visual Studio C++ 生成工具）以获得更好的兼容性。
GNU 工具链适合基于 MinGW/MSYS2 的环境。一般开发者选择 MSVC 即可。

2.2 通过 rustup 安装 Rust

使用安装包：访问 Rust 官方下载页面，下载并运行 rustup-init.exe，按提示安装。
使用包管理器：如果已安装 winget，可执行：

winget install Rustlang.Rustup

安装完成后，打开新的终端验证：

css 复制代码

rustc --version
cargo --version

2.3 配置工具链

查询当前状态：

sql 复制代码

rustup show

设置默认稳定版：

arduino 复制代码

rustup default stable

安装并切换到 MSVC 工具链（如未默认安装）：

arduino 复制代码

rustup toolchain install stable-x86_64-pc-windows-msvc
rustup default stable-x86_64-pc-windows-msvc

如需 GNU 工具链：

arduino 复制代码

rustup toolchain install stable-x86_64-pc-windows-gnu
rustup default stable-x86_64-pc-windows-gnu

2.4 安装 MSVC 依赖

若使用 MSVC，请安装 Visual Studio Build Tools，并选择"使用 C++ 的桌面开发"或至少包含"MSVC、Windows SDK 与 CMake"组件。

2.5 安装常用组件

csharp 复制代码

rustup component add rustfmt clippy

2.6 开发工具建议

VS Code：安装 Rust Analyzer 扩展以获得语法高亮、补全与诊断。
终端：使用 Windows Terminal 或 PowerShell 以获得更好的体验。

2.7 常见问题

PATH 未生效：重新打开终端或在系统环境变量中确认 ~\.cargo\bin 已添加。
多版本冲突：检查 where rustc 与 where cargo，确保指向 ~\.cargo\bin。
代理与网络：必要时配置终端代理后再执行 rustup update。

三、MacOS搭建Rust开发环境

3.1 安装命令行工具

lua 复制代码

xcode-select --install

3.2 安装 Rust

通过 rustup 安装：

arduino 复制代码

curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh

安装完成后执行：

scss 复制代码

rustc --version
cargo --version
rustup default stable

3.3 常用组件与 IDE

csharp 复制代码

rustup component add rustfmt clippy

VS Code 安装 Rust Analyzer 扩展。

四、Ubuntu搭建Rust开发环境

4.1 安装基础依赖

arduino 复制代码

sudo apt update
sudo apt install -y build-essential curl pkg-config libssl-dev

4.2 安装 Rust

arduino 复制代码

curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh

重新加载环境或开启新终端后验证：

scss 复制代码

rustc --version
cargo --version
rustup default stable

4.3 常用组件

csharp 复制代码

rustup component add rustfmt clippy

五、Rust快速入门

5.1 使用 Cargo 创建项目

sql 复制代码

cargo new hello_rust --bin
cd hello_rust

5.2 编写并运行

编辑 src/main.rs：

arduino 复制代码

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

运行：

arduino 复制代码

cargo run

5.3 管理依赖

在 Cargo.toml 添加依赖示例：

ini 复制代码

[dependencies]
serde = { version = "1.0", features = ["derive"] }
serde_json = "1.0"

示例代码：

rust 复制代码

use serde::{Deserialize, Serialize};

#[derive(Serialize, Deserialize)]
struct User {
    id: u64,
    name: String,
}

fn main() {
    let u = User { id: 1, name: "Alice".to_string() };
    let s = serde_json::to_string(&u).unwrap();
    println!("{}", s);
}

5.4 编写与运行测试

rust 复制代码

#[cfg(test)]
mod tests {
    #[test]
    fn it_works() {
        assert_eq!(2 + 2, 4);
    }
}

运行测试：

bash 复制代码

cargo test

5.5 格式化与静态检查

bash 复制代码

cargo fmt
cargo clippy

5.6 构建发布版本

arduino 复制代码

cargo build --release

生成的可执行文件位于 target/release/。

5.7 学习资源与下一步

官方文档与教程：《The Rust Programming Language》《Rust By Example》。
练习建议：编写命令行工具、HTTP 服务或 WebAssembly 小项目以熟悉生态。