rust
2025年1月1日
Code Like a Pro in Rust
假装一个Rust专家
Code Like a Pro in Rust
书中涵盖了Rust编程的方方面面，从基础概念如Cargo项目管理、Rust工具链的使用，到进阶主题如内存管理、单元测试、异步编程以及性能优化。代码示例丰富, 并提供在线及GitHub资源方便读者学习和实践。 书中还对比了Rust与其他编程语言的特性，并对Rust生态系统中的常用工具进行了详细介绍。
本书对 Rust 初学者合适，没有介绍高深的Rust概念。
好的，这是一份按照章节对《Code Like a Pro in Rust》这本书的总结和摘要，着重于关键概念和信息，以中文呈现：
前言
作者Brenden Matthews热爱学习新的编程语言，并指出Rust在很多方面都是一门独特的语言，引入了一些即使有多年编程经验的人也可能从未见过的概念。本书旨在帮助读者克服学习Rust的障碍，并成为一名更专业的Rust程序员。
第一章：感受 Rust
- Rust 是什么？ Rust 是一种现代编程语言，专注于性能和安全。它拥有现代编程语言的特性，如闭包、泛型、异步 I/O、强大的工具、IDE 集成、代码检查器和风格检查工具。Rust 拥有一个充满活力且不断增长的开发者社区。Rust 主要用于构建系统级代码和安全及性能至关重要的库。它也可以用于其他领域，如使用 WebAssembly（Wasm）进行 Web 编程。
- Rust 的独特之处？ Rust 通过一套独特的抽象来解决常见的编程错误。安全性是 Rust 的标志，它通过借用检查器提供强大的安全保证。Rust 的借用检查器在编译时验证引用，而不是在运行时进行垃圾回收。Rust 保证内存安全，不允许同时存在多个可变引用。Rust 的编译器 rustc 会检查对于任何给定的对象或变量，在同一时间只能有一个可变引用。可以有多个不可变引用，但不能有多个可变引用。Rust 还具有现代性、开源等特性。
- 何时使用 Rust？ Rust 适用于多种应用场景，包括 Web 开发。
- 需要的工具：本书的代码示例可在互联网上公开获取。您需要安装 Git、rustup、gcc 或 clang。
第二章：使用 Cargo 进行项目管理
- Cargo 简介：Cargo 是 Rust 的构建系统和包管理器。
- 基本用法：使用
cargo new创建新应用程序或库。Cargo 会自动初始化一个新的 Git 仓库。 - 构建、运行和测试：
cargo build、cargo run、cargo check和cargo test是常用的命令。 - 依赖管理：Cargo.toml 文件用于配置项目依赖项。可以使用语义化版本控制（SemVer）指定依赖项版本。
- Feature flags： 可以使用 feature flags 来表达可选的功能, 并通过
cfg和cfg_attr属性来控制编译。 - 发布包： 使用
cargo publish发布到 crates.io。 - 文档化：使用
cargo doc生成项目文档，文档格式使用 CommonMark。 - 工作区（Workspaces）： 用于管理多个相关的包。
- 嵌入式环境中的 Rust 项目： Rust 适用于嵌入式编程，可以使用 QEMU 进行 Cortex-M 设备仿真。
第三章：Rust 工具
- Rust 工具概述：Rust 提供了多种工具来提高代码质量和生产力。
- rust-analyzer：用于 Rust IDE 集成的工具，提供代码补全等功能。
- rustfmt：用于代码格式化的工具，保持代码整洁。
- Clippy：用于提高代码质量的工具，提供超过 450 种代码质量检查 (lints)。可以配置 Clippy 的 lint 并自动应用建议。
- sccache：用于减少编译时间的编译器缓存。
- 与 IDE 集成： Rust 可以与各种 IDE 集成，包括 Visual Studio Code。
第四章：核心数据
- 数据结构：本章介绍了 Rust 的基本数据结构。
- 字符串：Rust 中有
str、String和&str三种字符串类型。str是栈分配的 UTF-8 字符串切片，不可变；String是堆分配的 UTF-8 字符串，可变；&str是对str或String的不可变引用。 - 切片和数组： 数组是固定长度的值序列，切片是指向内存连续区域的指针，包含长度。
- 向量（Vectors）：
Vec是可调整大小的通用容器，用于存储任何类型的值序列。 - 哈希映射 (HashMap)：HashMap 用于存储键值对。
- 基本类型： Rust 的基本类型包括整数、大小类型和浮点类型。
- 原始类型的算术运算： Rust 默认情况下会检查算术运算的溢出。
第五章：内存管理
- 堆和栈：Rust 中的内存管理涉及堆和栈。堆用于动态分配内存，栈用于静态分配。
- 所有权：Rust 的所有权系统通过复制、借用、引用和移动来管理内存。
- 深拷贝： 当需要复制数据时，需要考虑深拷贝。
- 避免复制： 通过借用和引用可以避免不必要的复制。
- 智能指针：智能指针，如
Box，用于在堆上分配数据。 - 引用计数：
Rc和Arc是引用计数的智能指针，用于实现共享所有权。 - 写时复制：写时复制是一种设计模式，在需要更改数据时会将其复制到新位置。
Cow是一个智能指针，用于实现写时复制。 - 自定义分配器： 可以自定义内存分配器，以实现更精细的内存控制。
第六章：单元测试
- 单元测试：使用
#[test]属性标记测试函数。 - 属性测试：使用
proptest库进行属性测试。 - 代码覆盖率： 使用 Tarpaulin 工具生成代码覆盖率报告。
- 处理不断变化的生态系统：Rust 的生态系统不断改进和更新，需要注意向后和向前兼容性。
- 单元测试：使用
第七章：集成测试
- 集成测试：集成测试用于测试多个组件之间的交互。
- 集成测试策略：测试策略包括使用内置测试或外部集成测试，可以使用
assert_cmd测试 CLI 应用程序。 - 模糊测试：模糊测试使用随机生成的数据来测试代码。
第八章：异步 Rust
- 异步 Rust： 异步 Rust 可以通过使用
async/await关键字实现并发。 - 运行时：
Tokio、async-std和Smol是常用的异步运行时。 - 异步思维：异步 I/O 是非阻塞的，而同步 I/O 是阻塞的。
- Futures：Futures 用于处理异步任务的结果。
#[tokio::main]：#[tokio::main]宏用于定义运行时。
- 异步 Rust： 异步 Rust 可以通过使用
第九章：构建 HTTP REST API 服务
- 选择 Web 框架：
axum是一个用于构建 Web API 的框架 。 - 创建架构： Web 服务通常包括负载均衡器、Web 服务和状态服务（如数据库）。
- API 设计： API 路由定义了端点和请求方法。
- 库和工具： 使用
axum、chrono、serde、sqlx和tokio等库。 - 应用脚手架：包括初始化追踪和日志、数据库连接以及定义路由。
- 数据建模： 使用 SQL 模式和 Rust 结构体来表示数据。
- 实现 API 路由：使用 axum 的 Router 定义 API 路由，并使用 extractors 处理请求。
- 错误处理： 使用
Error枚举定义错误类型。 - 运行服务：可以使用
HTTPie测试 API 服务。
- 选择 Web 框架：
第十章：构建 HTTP REST API 客户端
- 选择工具和库： 使用
Tokio和hyper库进行 HTTP 请求，clap库用于命令行解析。 - 设计 CLI：CLI 设计包括定义命令和参数。
- 声明命令：使用
clap的宏定义命令。 - 实现请求：使用
hyper发送 HTTP 请求。 - 优雅地处理错误： 在
main函数中使用?操作符来处理错误。 - 测试 CLI： 可以使用 API 服务测试 CLI 的功能。
- 选择工具和库： 使用
第十一章：优化
- 优化策略： Rust 的零成本抽象允许编写快速代码。
- 使用 Rust 加速其他语言： 可以使用 Rust 加速其他语言的代码，例如 Python、Ruby、Elixir、JavaScript 和 Java。
- 需要注意的点：向量应预先分配所需的容量。使用
copy_from_slice()方法在切片之间快速移动数据。
附录
- 介绍了如何使用
rustup管理 Rust 工具链。
- 介绍了如何使用