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Rust 入门基础教程（一）：语法基础
本文是 Rust 系列教程的第一篇，适合有编程基础但从未接触过 Rust 的开发者。我们将从最基础的语法开始，通过实际代码示例学习。
1. Hello World 与 Cargo
1.1 第一个程序
rust
fn main() {
println!("Hello, Rust!");
}关键点：
fn是函数关键字main是程序入口点println!是宏（注意感叹号）- 每行以分号结尾
1.2 Cargo 项目管理
Rust 使用 Cargo 管理项目，类似 npm：
bash
cargo new my_project
cd my_project
cargo runCargo.toml 配置文件：
toml
[package]
name = "my_project"
version = "0.1.0"
edition = "2021"
[dependencies]
serde = "1.0"2. 变量和数据类型
2.1 基本类型
rust
// 整数类型
let age: u32 = 30; // 无符号 32 位
let count: i32 = -5; // 有符号 32 位
// 浮点数
let price: f64 = 99.99;
// 布尔值
let is_active: bool = true;
// 字符（4字节，支持 Unicode）
let ch: char = '中';2.2 变量可变性
Rust 变量默认不可变：
rust
let x = 5;
x = 10; // ❌ 编译错误！
let mut y = 5;
y = 10; // ✅ 正确2.3 数组和 Vector
rust
// 固定大小数组
let arr: [i32; 3] = [1, 2, 3];
let first = arr[0];
// 动态数组 Vec（最常用）
let mut vec = Vec::new();
vec.push(1);
// 或使用宏
let vec2 = vec![1, 2, 3, 4, 5];2.4 字符串
rust
// &str: 字符串切片（不可变）
let s1: &str = "Hello";
// String: 可变字符串
let mut s2 = String::from("Hello");
s2.push_str(" World");
// 转换
let s3 = "hello".to_string();3. 控制流
3.1 if/else
rust
let age = 18;
if age >= 18 {
println!("成年人");
} else {
println!("未成年人");
}
// if 是表达式，可以返回值
let status = if age >= 18 { "成年" } else { "未成年" };3.2 循环
rust
// loop 无限循环
loop {
println!("无限循环");
break;
}
// while 循环
let mut i = 0;
while i < 10 {
i += 1;
}
// for 循环（最常用）
for i in 0..10 {
println!("{}", i);
}
// 遍历数组
let numbers = vec![1, 2, 3];
for num in numbers {
println!("{}", num);
}3.3 match 表达式
rust
let result = Some(5);
match result {
Some(x) => println!("Got: {}", x),
None => println!("No value"),
}
// 枚举匹配
enum Status {
Pending,
Completed,
Failed,
}
match status {
Status::Pending => println!("等待中"),
Status::Completed => println!("已完成"),
Status::Failed => println!("失败"),
}4. 函数
rust
// 基本函数
fn greet(name: &str) {
println!("Hello, {}!", name);
}
// 带返回值
fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
a + b // 最后一行表达式的值（无分号）
}
// 显式 return
fn max(a: i32, b: i32) -> i32 {
if a > b {
return a;
}
b
}5. 所有权系统（核心概念）
5.1 所有权规则
- 每个值有唯一的所有者
- 同时只能有一个所有者
- 所有者离开作用域，值被销毁
rust
let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1; // s1 的所有权移给 s2
// println!("{}", s1); // ❌ s1 已失效
println!("{}", s2); // ✅ 正确5.2 引用和借用
rust
// 不可变引用（可以有多个）
let s = String::from("hello");
let r1 = &s;
let r2 = &s; // ✅ 可以有多个不可变引用
// 可变引用（只能有一个）
let mut s = String::from("hello");
let r1 = &mut s;
// let r2 = &mut s; // ❌ 错误！6. 结构体和枚举
6.1 结构体
rust
struct Person {
name: String,
age: u32,
}
let person = Person {
name: String::from("Alice"),
age: 30,
};
println!("{}: {}", person.name, person.age);6.2 方法
rust
impl Person {
// 关联函数（类似静态方法）
fn new(name: String, age: u32) -> Self {
Self { name, age }
}
// 方法
fn greet(&self) {
println!("Hello, I'm {}", self.name);
}
}
let alice = Person::new("Alice".to_string(), 30);
alice.greet();6.3 枚举
rust
enum Direction {
Up,
Down,
Left,
Right,
}
// 带数据的枚举
enum Message {
Quit,
Move { x: i32, y: i32 },
Write(String),
}
// 使用 match
let msg = Message::Move { x: 10, y: 20 };
match msg {
Message::Quit => println!("退出"),
Message::Move { x, y } => println!("移动到 ({}, {})", x, y),
Message::Write(text) => println!("消息: {}", text),
_ => println!("其他"),
}7. 错误处理
7.1 Result 类型
rust
fn divide(a: f64, b: f64) -> Result<f64, String> {
if b == 0.0 {
Err("Cannot divide by zero".to_string())
} else {
Ok(a / b)
}
}
// 处理 Result
match divide(10.0, 2.0) {
Ok(result) => println!("结果: {}", result),
Err(e) => println!("错误: {}", e),
}7.2 Option 类型
rust
// Option<T> 表示可能有值
let numbers = vec![1, 2, 3];
let first = numbers.first(); // Option<&i32>
match first {
Some(value) => println!("第一个: {}", value),
None => println!("没有元素"),
}
// 安全的 unwrap
let value = first.unwrap_or(&0);7.3 ? 运算符
rust
fn read_file() -> Result<String, io::Error> {
let contents = std::fs::read_to_string("file.txt")?;
Ok(contents)
}
// ? 遇到错误自动返回练习
尝试实现以下功能：
- 写一个函数，计算阶乘
- 定义一个
Rectangle结构体，包含宽度和高度，并实现计算面积的方法 - 写一个函数，接受一个整数切片，返回最大值（使用
Option） - 实现一个简单的计算器，支持加减乘除