传教文：Rust 大法好

时间：2015-02-27 20:21:17 阅读：218 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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Rust 是一门设计得非常不错的语言。我在 Twitter 上经常提起它。现在发布了 1.0 Alpha 测试版，是时候开始安利了！

不好意思图贴错了，

简介

Rust is a systems programming language that runs blazingly fast, prevents almost all crashes, and eliminates data races.

这是网站上的宣传语。作为一个系统级编程语言 Rust 并没有 .NET 或者 JVM 那样厚厚的 Runtime，并且有和 C 一样底层编程的能力。

并且非常快，速度和 C++ 差距不大，并且把 JVM .NET 甩在后面。它通过编译时检查来保证整个程序的正确和安全性，所有资源都会被回收，并且没有 GC 开销。在 Rust 中，一个变量的生存期（lifetime）是类型系统的一部分，内存何时回收会在编译时自动推算出来。

对比 C++ 它有更加干净的类型系统和语法，简洁的范型，在编译时被验证的 RAII，还有模式匹配之类独特的的函数式特性，以及强大的宏系统以及现代的模块管理。这里有一篇简单的比较。

对比 Python、Ruby 等动态语言，可能没有那么灵活，但是先进技术下的静态类型语言别有一番风味，编译器会严谨地检查你的代码，杜绝一切低级错误发生。只要你心里装着：这个变量是什么类型，这个表达式是什么类型……你就会愉快地写程序，很多时候只要程序能编译出来，那么就能良好的运行了。

这一篇文章讲了语言本身的目标。和 C++ 一样，Rust 反对一个语言遵循一种教条的范式，你可以用它进行基本无副作用的函数式编程，也可以 OOP 或者过程式编程，利用宏，更多的范式也可以支持。没有多少的语法糖扰乱视线，比起一门炫酷的语言，Rust 更倾向于成为更现代化的工业级编程语言。

P.S. Rust 以前曾用过一个宣传语：“像 Haskell 一样类型安全，像 Erlang 一样并发，像 C++ 一样的性能。”。

特性概览

语言网站上的例子很好，而且能在网页上编译运行，只是用到的特性比较少。

稍微说明一下 :: 操作符用来获取名字空间中的符号，模块和结构都有自己的名字空间，比如说模块::结构::new()，new 函数是社区惯例的构造器函数。

上面是一个简单的程序，包括很多种有意思的特性。

最先声明的 Enum 是一个简单而特殊的数据类型，它类似于 Haskell 的 data 或者 C 中的 union，表示它可能是多种类型之一。List 这个类型可能是一个范型的 Pair，也可能是代表表尾的 Nil。（Rust 错误处理就是通过 enum 类型在标准库中优雅的实现的）

Pair 是序对，也就是拥有两个元素的元组（tuple），第一个元素的类型是范型的，用来存放数据，第二个元素是一个指向下一个 List 的 box 指针，它可能又是一个 Pair，也可能 Nil。

后面在 main 函数中使用这个数据类型。首先用 let 创建了一个变量 len 作为链表的长度。let 出来的变量是不可变的，在代码中试图改变它的值会触发编译错误。

然后用 let mut 声明了一个可变的变量：list，list 用于存放当前的链表头节点。它是可变的（mutable），也就是说修改 list 的值不会让编译器报错。（前提是类型相同）

对于创建链表，首先将一个空的表尾 Nil 作为表头（list），然后利用 for i in range(0, len)，进行了 42 次循环，每次循环都将 list 更新成一个指向新的节点的指针，并指向旧的节点。这样就能让链表不断的增长了。

然后开始遍历这个链表， loop 代码块代表一个无限的循环。循环内是一个赋值语句，等号右边的 match 说明了要对当前的 list 做模式匹配。在模式匹配中，判断当前节点是一个 Pair 还是 Nil：是 Pair 的话就输出当前值，然后返回节点指向的下一个节点；是 Nil 的话就用 break 结束整个循环。

模式匹配

模式匹配是非常强大的特性，有了模式匹配生活简直美好。没有模式匹配的人生是灰暗的，模式匹配，啊，模式匹配……

简单来说，模式匹配有点像 case 语句的超级威力加强版，下面是一些用法。

指针

box

新的节点都是在 Box::new 中创建的，Box::new 会在堆上创建一个对象并返回指向它的指针。如果将 box 指针传给了另一个函数或者放在了某个结构体中之后，当前的函数就不再拥有这个指针，如果继续试图访问这个指针将会触发编译错误；指针永远保证自己只有一个所有者。在所有者的作用域结束的时候，资源会自动释放。

举个例子就是张三把肥皂丢在地上让李四捡，之后张三就不能用这个肥皂了，因为肥皂是李四了，如果李四没把肥皂丢给别人，李四死了以后肥皂就会和他陪葬。

borrow

如果指针那么容易发生转移的话很多事都干不了，所以有一种 borrow 指针，能将对象的所有权借出。编译器会确保有借有还——举个例子是，如果张三扔给李四一个肥皂，李四用完了以后张三嗝屁了，那么肥皂何去何从？李四扔不回去得多寂寞？所以编译器会检查代码，如果张三在取回肥皂前嗝屁，程序将不会通过编译。

Rc

一个指针只允许有一个所有者不能满足所有情况，比如说想要创建一个树或图结构。标准库中有引用计数智能指针 Rc。类似 C++ 的 shared_ptr。

举个例子，浴室里的肥皂被很多人使用，假如他们一个一个得了某种传染病死掉了，肥皂的使用人数不断减少，最后为0，肥皂也就没人用了，肥皂也就扔了。

Rust 就是这样保证不出现内存泄漏和悬空指针的。不过假如有信心的话，在 unsafe 代码块中可以写出 C 一样不安全的代码。

无尽的测试

这门语言最大的黑点是一直在测试，从未稳定。语法经常大改，以前有四种特殊的指针语法，现在指针语法被砍得只剩两种了，各种特性也都会在社区广泛的讨论下不断轮来轮去，原本作为语言基本特性的绿色线程先是被移出标准库，最近直接被删除了，在发布 Alpha 的前几天，因为社区的讨论语言作出了一种大胆的修改，将 int 和 uint (unsigned int) 改名成 isize 和 usize。用来提示这两个数据类型的大小是依赖于机器的。

我觉得这语言最成熟的一点就在漫长而开放的测试期，测试期没有什么是不能改的，只要有用户发现一个坑就可以展开讨论，如果有道理的话就会改掉。只要三天两头不修改代码，旧的代码基本上不可能在最新的编译器上运行。

对于 Rust 来说，语言本身的设计水平是很高的。这种成熟得益于它的社区，作为一个非常不稳定的测试版语言来说，Rust 的社区非常活跃，Mozilla 的试验性排版引擎 Servo 以及 Rust 编译器自己就是用 Rust 写的，这是十万行+的大项目。而且很多人用它写自己的中小项目，Rust 在游戏开发备受期待，因为它有很多超越 C++ 的现代化特性并且有和 C++ 一样的性能。有游戏引擎和库绑定（Piston，SDL2），有人正在用Rust 复刻 Doom，等等等等。同时也有许多 Web 方面的库（1 2 3），还有人用它来做平铺式窗口管理器，这些都是很小一部分，可以在这里看到一些流行的项目。

说这些就是表示，这门语言在没有兼容性包袱的同时，拥有活跃的社区和使用者，那么就可以在广泛讨论之后大胆改掉任何社区认为不正确的语法。这是一种很棒的模式。

一旦 Beta 版发布，以后的代码就会保证兼容性了——直到 2.0 版本。Rust 编译器及整个社区对版本号的统一约定是 SEMVER 2.0，根据此版本规范 Rust 2.0 是理论上打破向后兼容性的版本，但是这不在计划之内。