第 1 章：认识 Rust —— 安全与速度的"双料冠军"¶

场景： 你决定学习一门"不一样"的编程语言。Rust 不像 Java 那样有垃圾回收，也不像 C 那样需要手动管理内存——它用一种独特的方式（所有权系统）在编译时就确保内存安全。让我们从安装环境开始，运行你的第一个 Rust 程序。

1.1 Rust 是什么？¶

核心比喻：Rust 就像一位严格的驾校教练

学车时，有些教练只在你撞车后才告诉你错了（运行时错误）。有些教练让你自己摸索，撞了再说（C/C++ 的内存 bug）。

Rust 就像一位严格的驾校教练——在你上车之前就检查你的安全带、后视镜、座椅位置。如果你有危险操作，他根本不会让你发动汽车（编译时错误）。

虽然学的时候觉得"管得真多"，但一旦上路，你几乎不会出事故。

Rust 由 Graydon Hoare 于 2006 年创建，Mozilla 于 2009 年赞助开发，2015 年发布 1.0 版本。

特性	说明
内存安全	所有权系统在编译时消除空指针、悬垂指针、双重释放
零成本抽象	高级语法不带来运行时开销，性能媲美 C/C++
无垃圾回收	不需要 GC，内存由所有权系统自动管理
并发安全	类型系统在编译时防止数据竞争
现代工具链	Cargo（构建+包管理）、rustfmt（格式化）、clippy（代码检查）

1.2 安装 Rust¶

Rust 使用 rustup 工具链管理器来安装和管理 Rust 版本。

WindowsmacOS / Linux

打开浏览器，访问 https://rustup.rs
下载并运行 rustup-init.exe
按照提示安装（选择默认选项即可）
安装完成后，打开 命令提示符 或 PowerShell，输入：

rustc --version
cargo --version

打开终端，运行以下命令：

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

按照提示选择默认安装
安装完成后，重新加载环境变量：

source ~/.cargo/env

验证安装：

rustc --version
cargo --version

预期输出：

rustc 1.77.0 (aedd173a2 2024-03-17)
cargo 1.77.0 (3fe68eabf 2024-03-15)

Rust 工具链组成

工具	作用
`rustc`	Rust 编译器
`cargo`	包管理器和构建工具
`rustup`	Rust 工具链管理器（安装、更新、切换版本）
`rustfmt`	代码格式化工具
`clippy`	代码检查工具（提供改进建议）

1.3 你的第一个 Rust 程序¶

1.3.1 使用 Cargo 创建项目¶

Cargo 是 Rust 的构建系统和包管理器。用 Cargo 创建项目是最佳实践：

cargo new hello_world
cd hello_world

这会创建一个名为 hello_world 的目录，包含以下文件：

hello_world/
├── Cargo.toml      # 项目配置文件（类似 Java 的 pom.xml）
└── src/
    └── main.rs     # 程序入口文件

1.3.2 查看生成的代码¶

src/main.rs 中已经有一个默认的 Hello World 程序：

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

1.3.3 编译并运行¶

# 编译并运行（开发模式）
cargo run

# 只编译，不运行
cargo build

# 编译发布版本（优化性能）
cargo build --release

运行结果：

   Compiling hello_world v0.1.0
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.5s
     Running `target/debug/hello_world`
Hello, world!

1.4 改造 Hello World¶

让我们修改 main.rs，写一个更丰富的程序：

fn main() {
    // 打印问候语
    println!("===== Rust 初体验 =====");

    let name = "小破手";
    let year = 2026;

    println!("你好，{}！", name);
    println!("欢迎在 {} 年学习 Rust！", year);

    // 简单的计算
    let a = 10;
    let b = 20;
    let sum = a + b;

    println!("{} + {} = {}", a, b, sum);

    // Rust 的表达式特性
    let is_greater = if a > b {
        "a 大于 b"
    } else {
        "a 不大于 b"
    };
    println!("判断结果: {}", is_greater);
}

运行结果：

===== Rust 初体验 =====
你好，小破手！
欢迎在 2026 年学习 Rust！
10 + 20 = 30
判断结果: a 不大于 b

1.5 Rust 程序的基本结构¶

// 1. main 函数是程序入口
fn main() {
    // 2. 变量声明（默认不可变）
    let x = 5;

    // 3. 宏调用（以 ! 结尾的是宏）
    println!("x 的值是: {}", x);

    // 4. 表达式（以分号结尾的是语句）
    let y = {
        let a = 3;
        a + 1  // 注意：表达式不加分号，表示返回值
    };
    println!("y 的值是: {}", y);
}

组成部分	说明
`fn main()`	程序入口函数
`let`	变量声明关键字
`println!()`	宏（macro），`!` 表示这是宏而非普通函数
`{}`	占位符，用于格式化输出
表达式 vs 语句	表达式有返回值（不加分号），语句没有（加分号）

宏 vs 函数

println! 后面有 !，说明它是宏而不是函数。宏在编译时展开，比函数更灵活。初学阶段你只需要知道 println! 和 vec! 是宏即可。

1.6 Cargo.toml 配置文件¶

[package]
name = "hello_world"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[dependencies]
# 在这里添加第三方库依赖

字段	说明
`[package]`	项目元信息
`name`	项目名称
`version`	版本号（语义化版本）
`edition`	Rust 版本（2021 是目前最新）
`[dependencies]`	第三方库依赖声明

要点总结¶

Rust 通过所有权系统在编译时保证内存安全
rustup 管理 Rust 工具链，cargo 管理项目
cargo new 创建项目，cargo run 编译并运行
fn main() 是程序入口
println!() 是宏，用于打印输出
let 声明变量，默认不可变
表达式不加分号表示返回值，语句加分号

课后练习¶

修改问候语 ：修改 main.rs，让它打印你的名字、年龄和爱好。
探索 Cargo ：尝试 cargo build --release 和 cargo check（只检查不编译），观察它们的区别。
表达式实验 ：写一段代码，测试在 {} 块中加分号和不加分号的区别。

下一章预告： 现在你知道了如何让 Rust 程序运行。第 2 章将学习变量与数据类型——Rust 的"储物规则"，包括独特的不可变性设计和丰富的数据类型。

继续第 2 章：变量与数据类型 →