Rust 编程语言

你好，Cargo!

Cargo 是 Rust 的构建系统和包管理器。大多数 Rustacean 使用此工具来管理他们的 Rust 项目，因为 Cargo 为您处理许多任务，例如构建您的代码、下载您的代码所依赖的库以及构建这些库。（我们将您的代码需要的库称为依赖项。）

最简单的 Rust 程序（例如我们目前编写的程序）没有任何依赖项。如果我们使用 Cargo 构建 “Hello, world!” 项目，它将仅使用 Cargo 中处理构建代码的部分。当您编写更复杂的 Rust 程序时，您将添加依赖项，如果您使用 Cargo 启动项目，添加依赖项将容易得多。

由于绝大多数 Rust 项目都使用 Cargo，因此本书的其余部分假设您也在使用 Cargo。如果您使用“安装”部分中讨论的官方安装程序安装了 Rust，则 Cargo 随 Rust 一起安装。如果您通过其他方式安装了 Rust，请通过在终端中输入以下内容来检查是否已安装 Cargo

$ cargo --version

如果您看到版本号，则表示您已安装！如果您看到错误（例如 command not found），请查看您的安装方法文档以确定如何单独安装 Cargo。

使用 Cargo 创建项目

让我们使用 Cargo 创建一个新项目，并查看它与我们最初的 “Hello, world!” 项目有何不同。导航回您的 projects 目录（或您决定存储代码的任何位置）。然后，在任何操作系统上，运行以下命令

$ cargo new hello_cargo
$ cd hello_cargo

第一个命令创建一个名为 hello_cargo 的新目录和项目。我们将项目命名为 hello_cargo，Cargo 在同名目录中创建其文件。

进入 hello_cargo 目录并列出文件。您将看到 Cargo 为我们生成了两个文件和一个目录：一个 Cargo.toml 文件和一个包含 main.rs 文件的 src 目录。

它还初始化了一个新的 Git 存储库以及一个 .gitignore 文件。如果您在现有的 Git 存储库中运行 cargo new，则不会生成 Git 文件；您可以使用 cargo new --vcs=git 覆盖此行为。

在您选择的文本编辑器中打开 Cargo.toml。它应类似于清单 1-2 中的代码。

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

# See more keys and their definitions at https://doc.rust-lang.net.cn/cargo/reference/manifest.html

[dependencies]

此文件采用 TOML（Tom 的显而易见、极简的语言）格式，这是 Cargo 的配置格式。

第一行 [package] 是一个节标题，指示以下语句正在配置包。当我们将更多信息添加到此文件时，我们将添加其他节。

接下来的三行设置 Cargo 编译程序所需的配置信息：名称、版本和要使用的 Rust 版本。我们将在附录 E.

中讨论 edition 键。最后一行 [dependencies] 是一个节的开头，供您列出项目的任何依赖项。在 Rust 中，代码包被称为 crate。此项目不需要任何其他 crate，但我们在第 2 章的第一个项目中需要，因此我们将在那时使用此依赖项节。

现在打开 src/main.rs 并查看一下

文件名：src/main.rs

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

Cargo 为您生成了一个 “Hello, world!” 程序，就像我们在清单 1-1 中编写的程序一样！到目前为止，我们的项目与 Cargo 生成的项目之间的区别在于 Cargo 将代码放在 src 目录中，并且我们在顶层目录中有一个 Cargo.toml 配置文件。

Cargo 希望您的源文件位于 src 目录内。顶层项目目录仅用于 README 文件、许可证信息、配置文件以及任何其他与您的代码无关的内容。使用 Cargo 可以帮助您组织项目。一切井井有条，一切都井然有序。

如果您启动了一个不使用 Cargo 的项目（就像我们使用 “Hello, world!” 项目一样），您可以将其转换为使用 Cargo 的项目。将项目代码移动到 src 目录中，并创建一个适当的 Cargo.toml 文件。获取该 Cargo.toml 文件的一种简单方法是运行 cargo init，它将自动为您创建该文件。

构建和运行 Cargo 项目

现在让我们看看使用 Cargo 构建和运行 “Hello, world!” 程序时有何不同！从您的 hello_cargo 目录中，通过输入以下命令来构建您的项目

$ cargo build
   Compiling hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 2.85 secs

此命令在 target/debug/hello_cargo（或 Windows 上的 target\debug\hello_cargo.exe）中创建一个可执行文件，而不是在您的当前目录中。由于默认构建是调试构建，因此 Cargo 将二进制文件放在名为 debug 的目录中。您可以使用以下命令运行可执行文件

$ ./target/debug/hello_cargo # or .\target\debug\hello_cargo.exe on Windows
Hello, world!

如果一切顺利，Hello, world! 应该打印到终端。首次运行 cargo build 还会导致 Cargo 在顶层创建一个新文件：Cargo.lock。此文件跟踪项目中依赖项的确切版本。此项目没有依赖项，因此该文件有点稀疏。您永远不需要手动更改此文件；Cargo 为您管理其内容。

我们刚刚使用 cargo build 构建了一个项目，并使用 ./target/debug/hello_cargo 运行了它，但我们也可以使用 cargo run 来编译代码，然后在一条命令中运行生成的可执行文件

$ cargo run
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.0 secs
     Running `target/debug/hello_cargo`
Hello, world!

使用 cargo run 比记住运行 cargo build 然后使用二进制文件的完整路径更方便，因此大多数开发人员使用 cargo run。

请注意，这次我们没有看到指示 Cargo 正在编译 hello_cargo 的输出。Cargo 发现文件没有更改，因此它没有重建，而只是运行了二进制文件。如果您修改了源代码，Cargo 会在运行之前重建项目，并且您会看到此输出

$ cargo run
   Compiling hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.33 secs
     Running `target/debug/hello_cargo`
Hello, world!

Cargo 还提供了一个名为 cargo check 的命令。此命令快速检查您的代码以确保它可以编译，但不会生成可执行文件

$ cargo check
   Checking hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.32 secs

为什么您不想要可执行文件？通常，cargo check 比 cargo build 快得多，因为它跳过了生成可执行文件的步骤。如果您在编写代码时不断检查您的工作，则使用 cargo check 将加快让您知道您的项目是否仍在编译的过程！因此，许多 Rustacean 在编写程序时会定期运行 cargo check 以确保它可以编译。然后在他们准备好使用可执行文件时运行 cargo build。

让我们回顾一下到目前为止我们学到的关于 Cargo 的知识

• 我们可以使用 cargo new 创建一个项目。
• 我们可以使用 cargo build 构建一个项目。
• 我们可以使用 cargo run 在一步中构建和运行一个项目。
• 我们可以使用 cargo check 构建一个项目，而无需生成二进制文件来检查错误。
• Cargo 不会将构建结果保存在与代码相同的目录中，而是将其存储在 target/debug 目录中。

使用 Cargo 的另一个优点是，无论您在哪个操作系统上工作，命令都是相同的。因此，在这一点上，我们将不再为 Linux 和 macOS 与 Windows 提供特定说明。

为发布构建

当您的项目最终准备好发布时，您可以使用 cargo build --release 来使用优化编译它。此命令将在 target/release 而不是 target/debug 中创建一个可执行文件。优化使您的 Rust 代码运行得更快，但启用优化会延长程序编译所需的时间。这就是为什么有两种不同的配置文件：一种用于开发，当您希望快速且频繁地重建时，另一种用于构建您将提供给不会重复重建并且将尽可能快地运行的用户的最终程序。如果您要对代码的运行时间进行基准测试，请务必运行 cargo build --release 并使用 target/release 中的可执行文件进行基准测试。

Cargo 作为约定

对于简单的项目，与仅使用 rustc 相比，Cargo 没有提供太多价值，但随着您的程序变得更加复杂，它将证明其价值。一旦程序增长到多个文件或需要依赖项，让 Cargo 协调构建就容易得多。

即使 hello_cargo 项目很简单，它现在也使用了您将在 Rust 职业生涯的其余时间中使用的大部分真实工具。事实上，要处理任何现有项目，您可以使用以下命令来使用 Git 检出代码，更改到该项目的目录并构建

$ git clone example.org/someproject
$ cd someproject
$ cargo build

有关 Cargo 的更多信息，请查看其文档。

总结

您已经在 Rust 之旅中迈出了很好的第一步！在本章中，您学习了如何

• 使用 rustup 安装最新的稳定版 Rust
• 更新到更新的 Rust 版本
• 打开本地安装的文档
• 直接使用 rustc 编写和运行 “Hello, world!” 程序
• 使用 Cargo 的约定创建和运行新项目

现在是构建更重要的程序以习惯于阅读和编写 Rust 代码的好时机。因此，在第 2 章中，我们将构建一个猜谜游戏程序。如果您想先学习常见的编程概念在 Rust 中如何工作，请参阅第 3 章，然后再返回第 2 章。