初探 Rust：系统编程语言的诗与远方

记录时间：2024-03
学习耗时：8 小时
难度评级：⭐⭐⭐⭐☆

缘起

作为一名长期使用 Java 和 Python 的开发者，我对 Rust 的好奇始于它在 Stack Overflow 开发者调查中连续多年被评为"最受喜爱的编程语言"。

同时，看到越来越多的基础设施项目开始用 Rust 重写（如 ripgrep、exa 等），我意识到是时候亲自体验一下这门语言的魅力了。

第一印象

初见

打开 Rust 官网，第一印象：

• 📚 文档极其友好："The Book" 堪称教科书级别的入门教材
• 🎯 编译器很"啰嗦"：但每一个错误提示都非常详细，甚至会告诉你如何修复
• 🦀 吉祥物可爱：一只小螃蟹，名叫 Ferris
• 💡 理念清晰：内存安全 + 零成本抽象 + 无畏并发

环境搭建

在 macOS 上安装非常简单：

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

安装完成后，可以通过以下命令验证：

rustc --version  # 查看 Rust 编译器版本
cargo --version  # 查看包管理器版本

小插曲：首次使用 VS Code 编写 Rust 时，记得安装 rust-analyzer 插件，体验会好很多。

动手实践

Hello World

创建第一个 Rust 项目：

cargo new hello_rust
cd hello_rust
cargo run

main.rs 的内容：

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

第一感受：cargo 工具真的很方便，类似 npm，但感觉更快、更现代。

核心概念

学习过程中，有几个概念让我印象深刻：

1. 所有权（Ownership） - Rust 最独特的特性，一个值只能有一个所有者
2. 借用（Borrowing） - 可以借用值的引用，但有严格的规则
3. 生命周期（Lifetime） - 确保引用始终有效
4. 模式匹配 - 比其他语言的 switch 强大太多
5. Result 和 Option - 用类型系统处理错误，而不是异常

实战小项目

写了一个简单的命令行工具，读取文件并统计单词数：

use std::env;
use std::fs;

fn main() {
    let args: Vec<String> = env::args().collect();
    
    if args.len() < 2 {
        println!("Usage: wordcount <filename>");
        return;
    }
    
    let filename = &args[1];
    let contents = fs::read_to_string(filename)
        .expect("Something went wrong reading the file");
    
    let word_count = contents.split_whitespace().count();
    println!("文件 {} 共有 {} 个单词", filename, word_count);
}

心得体会

优点

• ✅ 编译器是最好的老师：错误提示非常详细，帮你理解问题所在
• ✅ 性能出色：接近 C/C++ 的性能，但更安全
• ✅ 现代化的工具链：cargo 真的太好用了
• ✅ 类型系统强大：很多错误在编译期就能发现
• ✅ 社区友好：文档、教程、讨论区都很活跃

槽点

• ⚠️ 学习曲线陡峭：所有权、借用、生命周期等概念需要时间消化
• ⚠️ 编译速度慢：相比 Go、Python 等语言，编译时间较长
• ⚠️ 与编译器"斗争"：初期会经常遇到编译器报错，需要耐心
• ⚠️ 异步编程复杂：虽然有 async/await，但生态还在完善中

适用场景

适合：

• 系统编程
• 命令行工具
• Web 服务器（如 actix-web）
• 嵌入式开发
• 性能敏感的应用

不适合：

• 快速原型开发
• 对编译速度要求高的场景
• 团队成员学习成本考量较大的项目

对比思考

与 Java 对比：

维度	Java	Rust
学习曲线	相对平缓	陡峭
内存管理	GC 自动管理	所有权系统
性能	较好（JIT）	优秀（AOT）
生态成熟度	非常成熟	快速成长中
编译速度	快	慢
并发编程	多线程+锁	无畏并发

设计理念对比：

• Java 追求"一次编写，到处运行"，牺牲了一些性能
• Rust 追求"零成本抽象"，在不牺牲性能的前提下提供高级特性

踩坑记录

坑点一：字符串类型混乱

刚开始接触 Rust 时，被 String 和 &str 两种字符串类型搞晕了。

原因分析：

• String 是堆分配的可变字符串
• &str 是字符串切片，通常指向字符串字面量或 String 的一部分

解决方案：

• 记住口诀：当需要拥有字符串所有权时用 String，其他情况用 &str
• 可以用 .to_string() 或 String::from() 将 &str 转为 String

坑点二：可变引用规则

初学时总是遇到"cannot borrow as mutable"错误。

原因分析： Rust 的借用规则：

• 要么有多个不可变引用
• 要么有一个可变引用
• 但不能同时存在

解决方案： 理解这个规则是为了防止数据竞争，接受这个约束，重新组织代码逻辑。

延伸阅读

• The Rust Programming Language（官方教程）
• Rust by Example
• Rustlings（练习题）
• Rust 语言圣经（中文）

总结

Rust 是一门让人"又爱又恨"的语言。爱它的严谨、性能和现代化设计；恨它的学习曲线和与编译器的"较劲"。

但正如 Rust 社区说的："与编译器作斗争，最终你会赢。" 当你理解了所有权系统后，会发现这是一种优雅而安全的内存管理方式。

虽然不会立刻在生产环境中使用 Rust，但它确实拓展了我对系统编程的理解，也让我重新思考内存安全和并发编程的本质。

值得一试！

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学习心得

学习 Rust 的过程，就像学习一门严谨的武术。一招一式都有章法，看似约束重重，实则是为了让你走得更稳、更远。