Обзор языка программирования Rust. Зачем нужен язык программирования Rust? Rust язык

Телефон

Итак, хотим представить вашему вниманию недавнего именинника (15 мая 2016 года ему исполнился год) — Rust. Это универсальный язык программирования, разрабатываемый компанией Mozilla, три основных принципа которого: скорость, безопасность и эргономика. Сами создатели нескромно считают его одним наиболее вероятных наследников C/C++. Согласно опросу портала StackOverflow , именно Rust сегодня наиболее любимый разработчиками язык. Итак, давайте подробнее разбираться в том, что же он из себя представляет.

Rust для новичка

Не хочется никого обманывать, поэтому далее ответственное заявление: Rust довольно сложен для обучения. Во-первых, это обусловлено молодостью языка и, как следствие, малым количеством литературы. Во-вторых, выучить его человеку далёкому от программирования, возможно будет даже проще, чем знакомому с другими языками. Так, например, готового IT-специалиста будет сильно раздражать необходимость прописывать малейшие операции, а отсутствие как такового наследования в языке и просто поставит в тупик.

Впрочем, Rust быстро развивается (каждые 6 недель выходит новый релиз), сообщество растёт, а найти информацию в интернете уже не составляет никакого труда.

Как изучать

Почти всё необходимое вы можете найти на официальном сайте . Кроме того, сообщество последователей Rust весьма обширно и доброжелательно, поэтому за советом всегда можно обратиться в IRC (есть русский раздел) и официальный форум. Кроме того, понемногу стали появляться книги, в том числе электронные . Пока трудно оценить их качество, но факт такой имеется.

Для тех, кто прошёл начальную стадию знакомства, на GiHub можно найти уйму полезного материала, в том числе RFC и коммиты . Кроме того, вы можете посетить лично или хотя бы посмотреть интернет-трансляцию одной из конференций по Rust, намеченных на вторую половину года. Вот календарь:

  • 9-10 сентября конференция RustConf в Портленде, США;
  • 17 сентября конференция европейского сообществ RustFest в Берлине, Германия;
  • 27 октября конференция Rust Belt Rust в Питтсбурге, США;

Ну а чтобы познакомиться с теми, кто считает Rust своим призванием, и заодно спросить у них все премудрости, можете связаться с организаторами и участниками встреч поклонников языка в Москве .

Особенности

Немного дублируя то, о чём было сказано ранее, выделим основные плюсы и минусы языка Rust.

Плюсы:

  • Безопасная работа с памятью;
  • Высокое быстродействие;
  • Алгебраический тип данных;
  • Предсказуемость компиляции;

Минусы:

  • Некоторая избыточность кода;
  • Высокая интенсивность развития языка и, как следствие, отсутствие хорошей актуальной литературы для изучения;
  • Необходимость чётко и однозначно прописывать параметры для компиляции.

На самом деле к отличиям, вроде замены наследования на способности, быстро привыкаешь. Как только глаза привыкли, руки набились, Rust превращается во вполне рабочий язык, проще и функциональнее C++, но уступающий по «красивости» многим другим языкам программирования. Фактически же главное отличие Rust от конкурентов и предшественников — именно скорость и безопасность.

Востребованность

На сегодняшний день Rust популярен сред разработчиков игр, графики и операционных систем. Однако по понятным причинам количество стационарных мест, где бы требовались узкопрофильные знатоки Rust, в мире и уже тем более в России крайне невелико. Тем не менее, пока не видно никаких предпосылок, что язык канет в лету, больше похоже на планомерный захват мира. А значит хорошие навыки использования Rust в будущем помогут найти высокооплачиваемую интересную работу как в нашей стране, так и за рубежом.

Еще востребованного: профессия « ».

Rust - новый экспериментальный язык программирования, разрабатываемый Mozilla. Язык компилируемый и мультипарадигмальный, позиционируется как альтернатива С/С++, что уже само по себе интересно, так как даже претендентов на конкуренцию не так уж и много. Можно вспомнить D Вальтера Брайта или Go от Google.
В Rust поддерживаются функицональное, параллельное, процедурное и объектно-ориентированное программирование, т.е. почти весь спектр реально используемых в прикладном программировании парадигм.

Я не ставлю целью перевести документацию (к тому же она весьма скудная и постоянно изменяется, т.к. официального релиза языка еще не было), вместо этого хочется осветить наиболее интересные фичи языка. Информация собрана как из официальной документации, так и из крайне немногочисленных упоминаний языка на просторах Интернета.

Первое впечатление

Синтаксис языка строится в традиционном си-подобном стиле (что не может не радовать, так как это уже стандарт де-факто). Естественно, всем известные ошибки дизайна С/С++ учтены.
Традиционный Hello World выглядит так:
use std; fn main(args: ) { std::io::println("hello world from " + args + "!"); }

Пример чуть посложнее - функция расчета факториала:

Fn fac(n: int) -> int { let result = 1, i = 1; while i <= n { result *= i; i += 1; } ret result; }

Как видно из примера, функции объявляются в «функциональном» стиле (такой стиль имеет некоторые преимущества перед традиционным «int fac(int n)»). Видим автоматический вывод типов (ключевое слово let), отсутствие круглых скобок у аргумента while (аналогично Go). Еще сразу бросается в глаза компактность ключевых слов. Создатели Rust дейтсвительно целенаправленно сделали все ключевые слова как можно более короткими, и, скажу честно, мне это нравится.

Мелкие, но интересные синтаксические особенности

  • В числовые константы можно вставлять подчеркивания. Удобная штука, сейчас эту возможность добавляют во многие новые языки.
    0xffff_ffff_ffff_ffff_ffff_ffff
  • Двоичные константы. Конечно, настоящий программист должен преобразовывать bin в hex в уме, но ведь так удобнее! 0b1111_1111_1001_0000
  • Тела любых операторов (даже состоящие из единственного выражения) должны быть обязательно заключены в фигурные скобки. К примеру, в Си можно было написать if(x>0) foo(); , в Rust нужно обязательно поставить фигурнные скобки вокруг foo()
  • Зато аргументы операторов if, while и подобных не нужно заключать в кругные скобки
  • во многих случаях блоки кода могут рассматриваться как выражения. В частности, возможно например такое:
    let x = if the_stars_align() { 4 } else if something_else() { 3 } else { 0 };
  • синтаксис объявления функций - сначала ключевое слово fn, затем список аргументов, тип аргумента указывается после имени, затем, если функция возвращает значение - стрелочка "->" и тип возвращаемого значения
  • аналогичным образом объявляются переменные: ключевое слово let, имя переменной, после переменной можно через двоеточие уточнить тип, и затем - присвоить начальное значение.
    let count: int = 5;
  • по умолчанию все переменные неизменяемые; для объявления изменяемых переменных используется ключевое слово mutable.
  • имена базовых типов - самые компактные из всех, которые мне встречались: i8, i16, i32, i64, u8, u16, u32, u64,f32, f64
  • как уже было сказано выше, поддерживается автоматический вывод типов
В языке присутствую встроенные средства отладки программ:
Ключевое слово fail завершает текущий процесс
Ключевое слово log выводит любое выражение языка в лог (например, в stderr)
Ключевое слово assert проверяет выражение, и если оно ложно, завершает текущий процесс
Ключевое слово note позволяет вывести дополнительную инфорацию в случае аварийного завершения процесса.

Типы данных

Rust, подобно Go, поддерживает структурную типизацию (хотя, по утверждению авторов, языки развивались независимо, так что это влияние их общих предшественников - Alef, Limbo и т.д.). Что такое структурная типизация? Например, у вас в каком-то файле объявлена структура (или, в терминологии Rust, «запись»)
type point = {x: float, y: float};
Вы можете объявить кучу переменных и функций с типами аргументов «point». Затем, где-нибудь в другом месте, вы можете объявить какую-нибудь другую структуру, например
type MySuperPoint = {x: float, y: float};
и переменные этого типа будут полностью совместимы с переменными типа point.

В противоположность этому, номинативная типизация, принятая в С, С++,C# и Java таких конструкций не допускает. При номинативной типизации каждая структура - это уникальный тип, по умолчанию несовместимый с другими типами.

Структуры в Rust называются «записи» (record). Также имеются кортежи - это те же записи, но с безымянными полями. Элементы кортежа, в отличие от элементов записи, не могут быть изменяемыми.

Имеются вектора - в чем-то подобные обычным массивам, а в чем-то - типу std::vector из stl. При инициализации списком используются квадратные скобки, а не фигурные как в С/С++

Let myvec = ;

Вектор, тем ни менее - динамическая структура данных, в частности, вектора поддерживают конкатенацию.

Let v: mutable = ; v += ;

Есть шаблоны. Их синтаксис вполне логичен, без нагромождений «template» из С++. Поддерживаются шаблоны функций и типов данных.

Fn for_rev(v: [T], act: block(T)) { let i = std::vec::len(v); while i > 0u { i -= 1u; act(v[i]); } } type circular_buf = {start: uint, end: uint, buf: };

Язык поддерживает так называемые теги . Это не что иное, как union из Си, с дополнительным полем - кодом используемого варианта (то есть нечто общее между объединением и перечислением). Или, с точки зрения теории - алгебраический тип данных.

Tag shape { circle(point, float); rectangle(point, point); }

В простейшем случае тег идентичен перечислению:

Tag animal { dog; cat; } let a: animal = dog; a = cat;
В более сложных случаях каждый элемент «перечисления» - самостоятельная структура, имеющая свой «конструктор».
Еще интересный пример - рекурсивная структура, с помощью которой задается объект типа «список»:
tag list { nil; cons(T, @list); } let a: list = cons(10, @cons(12, @nil));
Теги могут участвовать в выражениях сопоставления с образцом, которые могут быть достаточно сложными.
alt x { cons(a, @cons(b, _)) { process_pair(a,b); } cons(10, _) { process_ten(); } _ { fail; } }

Сопоставление с образцом (pattern matching)

Для начала можно рассматривать паттерн матчинг как улучшенный switch. Используется ключевое слово alt, после которого следует анализируемое выражение, а затем в теле оператора - паттерны и действия в случае совпадения с паттернами.
alt my_number { 0 { std::io::println("zero"); } 1 | 2 { std::io::println("one or two"); } 3 to 10 { std::io::println("three to ten"); } _ { std::io::println("something else"); } }
В качестве «паттеронов» можно использовать не только константы (как в Си), но и более сложные выражения - переменные, кортежи, диапазоны, типы, символы-заполнители (placeholders, "_"). Можно прописывать дополнительные условия с помощью оператора when, следующего сразу за паттерном. Существует специальный вариант оператора для матчинга типов. Такое возможно, поскольку в языке присутствует универсальный вариантный тип any , объекты которого могут содержать значения любого типа.

Указатели. Кроме обычных «сишных» указателей, в Rust поддерживаются специальные «умные» указатели со встроенным подсчетом ссылок - разделяемые (Shared boxes) и уникальные (Unique boxes). Они в чем-то подобны shared_ptr и unique_ptr из С++. Они имеют свой синтаксис: @ для разделяемых и ~ для уникальных. Для уникальных указателей вместо копирования существует специальная операция - перемещение:
let x = ~10; let y <- x;
после такого перемещения указатель x деинициализируется.

Замыкания, частичное применение, итераторы

С этого места начинается функциональное программирование. В Rust полностью поддерживается концепция функций высшего порядка - то есть функций, которые могут принимать в качестве своих аргументов и возвращать другие функции.

1. Ключевое слово lambda используется для объявления вложенной функции или функционального типа данных.

Fn make_plus_function(x: int) -> lambda(int) -> int { lambda(y: int) -> int { x + y } } let plus_two = make_plus_function(2); assert plus_two(3) == 5;

В этом примере мы имеем функцию make_plus_function, принимающую один аргумент «x» типа int и возвращающую функцию типа «int->int» (здесь lambda - ключевое слово). В теле функции описывается эта самая фунция. Немного сбивает с толку отсутствие оператора «return», впрочем, для ФП это обычное дело.

2. Ключевое слово block используется для объявления функционального типа - аргумента функции, в качестве которого можно подставить нечто, похожее на блок обычного кода.
fn map_int(f: block(int) -> int, vec: ) -> { let result = ; for i in vec { result += ; } ret result; } map_int({|x| x + 1 }, );

Здесь мы имеем функцию, на вход которой подается блок - по сути лямбда-функция типа «int->int», и вектор типа int (о синтаксисе векторов далее). Сам «блок» в вызывающем коде записыавется с помощью несколько необычного синтаксиса {|x| x + 1 }. Лично мне больше нравятся лямбды в C#, символ | упорно воспринимается как битовое ИЛИ (которое, кстати, в Rust также есть, как и все старые добные сишные операции).

3. Частичное применение - это создание функции на основе другой функции с большим количеством аргументов путем указания значений некоторых аргументов этой другой функции. Для этого используется ключевое слово bind и символ-заполнитель "_":

Let daynum = bind std::vec::position(_, ["mo", "tu", "we", "do", "fr", "sa", "su"])

Чтобы было понятнее, скажу сразу, что такое можно сделать на обычном Си путем создания простейшей обертки, как-то так:
const char* daynum (int i) { const char *s ={"mo", "tu", "we", "do", "fr", "sa", "su"}; return s[i]; }

Но частичное применение - это функциональный стиль, а не процедурный (кстати, из приведенного примера неясно, как сделать частичное применение, чтобы получить функцию без аргументов)

Еще пример: объявляется функция add с двумя аргументами int, возвращающая int. Далее объявляется функциональный тип single_param_fn, имеющий один аргумент int и возвращающий int. С помощью bind объявляются два функциональных объекта add4 и add5, построенные на основе функции add, у которой частично заданы аргументы.

Fn add(x: int, y: int) -> int { ret x + y; } type single_param_fn = fn(int) -> int; let add4: single_param_fn = bind add(4, _); let add5: single_param_fn = bind add(_, 5);

Функциональные объекты можно вызывать также, как и обычные функции.
assert (add(4,5) == add4(5)); assert (add(4,5) == add5(4));

4. Чистые функции и предикаты
Чистые (pure) функции - это функции, не имеющие побочных эффектов (в том числе не вызывающие никаких других функций, кроме чистых). Такие функции выдяляются ключевым словом pure.
pure fn lt_42(x: int) -> bool { ret (x < 42); }
Предикаты - это чистые (pure) функции, возвращающие тип bool. Такие функции могут использоваться в системе typestate (см. дальше), то есть вызываться на этапе компиляции для различных статических проверок.

Синтаксические макросы
Планируемая фича, но очень полезная. В Rust она пока на стадии начальной разработки.
std::io::println(#fmt("%s is %d", "the answer", 42));
Выражение, аналогичное сишному printf, но выполняющееся во время компиляции (соответственно, все ошибки аргументов выявляются на стадии компиляции). К сожалению, материалов по синтаксическим макросам крайне мало, да и сами они находятся в стадии разработки, но есть надежда что получится что-то типа макросов Nemerle .
Кстати, в отличие от того же Nemerle, решение выделить макросы синтаксически с помощью символа # считаю очень грамотным: макрос - это сущность, очень сильно отличающаяся от функции, и я считаю важным с первого взгляда видеть, где в коде вызываются функции, а где - макросы.

Атрибуты

Концепция, похожая на атрибуты C# (и даже со схожим синтаксисом). За это разработчикам отдельное спасибо. Как и следовало ожидать, атрибуты добавляют метаинформацию к той сущности, которую они аннотируют,
# fn register_win_service() { /* ... */ }
Придуман еще один вариант синтаксиса атрибутов - та же строка, но с точкой с запятой в конце, аннотирует текущий контекст. То есть то, что соответствует ближайшим фигурным скобкам, охватывающим такой атрибут.
fn register_win_service() { #; /* ... */ }

Параллельные вычисления

Пожалуй, одна из наиблее интересных частей языка. При этом в tutorial на данный момент не описана вообще:)
Программа на Rust состоит из «дерева задач». Каждая задача имеет функцию входа, собственный стек, средства взаимодействия с другими задачами - каналы для исходящей информации и порты для входящей, и владеет некоторой частью объектов в динамической куче.
Множество задач Rust могут существовать в рамках одного процесса операционной системы. Задачи Rust «легковесные»: каждая задача потребляет меньше памяти чем процесс ОС, и переключение между ними осуществляется быстрее чем переключение между процессами ОС (тут, вероятно, имеются в виду все-же «потоки»).

Задача состоит как минимум из одной функции без аргументов. Запуск задачи осуществляется с помощью функции spawn. Каждая задача может иметь каналы, с помощью которых она передает инфорацию другим задачам. Канал - это специальный шаблонный тип chan, параметризируемый типом данных канала. Например, chan - канал для передачи беззнаковых байтов.
Для передачи в канал используется функция send, первым аргументом которой является канал, а вторым - значение для передачи. Фактически эта функция помещает значение во внутренний буфер канала.
Для приема данных используются порты. Порт - это шаблонный тип port, параметризируемый типом данных порта: port - порт для приема беззнаковых байтов.
Для чтения из портов используется функция recv, аргументом которой является порт, а возвращаемым значением - данные из порта. Чтение блокирует задачу, т.е. если порт пуст, задача переходит в состояние ожидания до тех пор, пока другая задача не отправит на связанный с портом канал данные.
Связывание каналов с портами происходит очень просто - путем инициализации канала портом с помощью ключевого слова chan:
let reqport = port();
let reqchan = chan(reqport);
Несколько каналов могут быть подключены к одному порту, но не наоборот - один канал не может быть подключен одновременно к нескольким портам.

Typestate

Общепринятого перевода на русский понятия «typestate» я так и не нашел, поэтому буду называть это «состояния типов». Суть этой фичи в том, что кроме обычного контроля типов, принятого в статической типизации, возможны дополнительные контекстные проверки на этапе компиляции.
В том или ином виде состояния типов знакомы всем программистам - по сообщениям компилятора «переменная используется без инициализации». Компилятор определяет места, где переменная, в которую ни разу не было записи, используется для чтения, и выдает предупреждение. В более общем виде эта идея выглядит так: у каждого объекта есть набор состояний, которые он может принимать. В каждом состоянии для этого объекта определены допустимые и недопустимые операции. И компилятор может выполнять проверки - допустима ли конкретная операция над объектом в том или ином месте программы. Важно, что эти проверки выполняются на этапе компиляции.

Например, если у нас есть объект типа «файл», то у него может быть состояние «закрыт» и «открыт». И операция чтения из файла недопустима, если файл закрыт. В современных языках обычно функция чтения или бросает исключение, или возвращает код ошибки. Система состояний типов могла бы выявить такую ошибку на этапе компиляции - подобно тому, как компилятор определяет, что операция чтения переменной происходит до любой возможной операции записи, он мог бы определить, что метод «Read», допустимый в состоянии «файл открыт», вызывается до метода «Open», переводящего объект в это состояние.

В Rust существует понятие «предикаты» - специальные функции, не имеющие побочных эффектов и возвращающие тип bool. Такие функции могут использоваться компилятором для вызова на этапе компиляции с целью статических проверок тех или иных условий.

Ограничения (constraints) - это специальные проверки, которые могут выполняться на этапе компиляции. Для этого используется ключевое слово check.
pure fn is_less_than(int a, int b) -< bool { ret a < b; } fn test() { let x: int = 10; let y: int = 20; check is_less_than(x,y); }
Предикаты могут «навешиваться» на входные параметры функций таким вот способом:
fn test(int x, int y) : is_less_than(x,y) { ... }

Информации по typestate крайне мало, так что многие моменты пока непонятны, но концепция в любом случае интересная.

На этом все. Вполне возможно, что я все-же пропустил какие-то интересные моменты, но статья и так раздулась. При желании можно уже сейчас собрать компилятор Rust и попробовать поиграться с различными примерами. Информация по сборке приведена на

% C чего начать

Первый раздел книги рассказывает о том, как начать работать с Rust и его инструментами. Сначала мы установим Rust, затем напишем классическую программу «Привет, мир!» и, наконец, поговорим о Cargo, который представляет собой систему сборки и менеджер пакетов в Rust.

Установка Rust

Первым шагом к использованию Rust является его установка. В этой главе нам понадобится интернет-соединение для выполнения команд, с помощью которых мы загрузим Rust из Интернета.

Мы воспользуемся несколькими командами в терминале, и они все будут начинаться с $ . Вам не нужно вводить $ : этот символ используется только для того, чтобы обозначить начало каждой команды. В Интернете можно увидеть множество руководств и примеров, которые следуют этому правилу: $ обозначает команды, которые выполняются с правами обычного пользователя, и # — команды, которые выполняются с правами администратора.

Поддерживаемые платформы

Перечень платформ, на которых работает и для которых компилирует компилятор Rust, довольно большой, однако не все платформы поддерживаются одинаково. Существует три уровня поддержки Rust, каждый из которых предоставляет свой набор гарантий.

Платформы идентифицируются по их «целевой тройке», которая является строкой, сообщающей компилятору, какие выходные данные должны быть произведены. Столбцы ниже указывают, работает ли соответствующий компонент на указанной платформе.

Первый уровень

Первый уровень платформ может восприниматься как «гарантированно собирается и работает». В частности, каждая из них удовлетворяет следующим требованиям:

  • Автоматические тесты обеспечивают тестирование этих платформ.
  • Изменения, принятые в ветку master репозитория rust-lang/rust , прошли тестирование.
  • Доступна документация о том, как собрать и использовать платформу.
Target std rustc cargo notes
x86_64-pc-windows-msvc ✓ ✓ ✓ 64-bit MSVC (Windows 7+)
i686-pc-windows-gnu ✓ ✓ ✓ 32-bit MinGW (Windows 7+)
x86_64-pc-windows-gnu ✓ ✓ ✓ 64-bit MinGW (Windows 7+)
i686-apple-darwin ✓ ✓ ✓ 32-bit OSX (10.7+, Lion+)
x86_64-apple-darwin ✓ ✓ ✓ 64-bit OSX (10.7+, Lion+)
i686-unknown-linux-gnu ✓ ✓ ✓ 32-bit Linux (2.6.18+)
x86_64-unknown-linux-gnu ✓ ✓ ✓ 64-bit Linux (2.6.18+)

Второй уровень

Второй уровень платформ может восприниматься как «гарантированно собирается». Автоматические тесты не поддерживаются, и в связи с этим работоспособность сборки не гарантируется. Но эти платформы обычно работают довольно хорошо, и предложения по улучшению всегда приветствуются! В частности, эти платформы удовлетворяют следующим требованиям:

  • Настроена автоматическая сборка, но тестирования не происходит.
  • Изменения, принятые в ветку master репозитория rust-lang/rust , собираются для этих платформ. Имейте в виду, что для некоторых платформ собирается только стандартная библиотека, но для остальных настроена полная раскрутка компилятора (bootstraping).
  • Для этих платформ предоставляются официальные пакеты.
Target std rustc cargo notes
i686-pc-windows-msvc ✓ ✓ ✓ 32-bit MSVC (Windows 7+)

Третий уровень

Третий уровень платформ — это те, которые Rust поддерживает, но для которых принятые изменения автоматически не собираются и не тестируются. Для данных платформ работоспособность сборки определятся степенью содействия сообщества. К тому же официальные пакеты и установщики не предоставляются, но они могут быть предоставлены сообществом.

Target std rustc cargo notes
x86_64-unknown-linux-musl ✓ 64-bit Linux with MUSL
arm-linux-androideabi ✓ ARM Android
i686-linux-android ✓ 32-bit x86 Android
aarch64-linux-android ✓ ARM64 Android
arm-unknown-linux-gnueabi ✓ ✓ ARM Linux (2.6.18+)
arm-unknown-linux-gnueabihf ✓ ✓ ARM Linux (2.6.18+)
aarch64-unknown-linux-gnu ✓ ARM64 Linux (2.6.18+)
mips-unknown-linux-gnu ✓ MIPS Linux (2.6.18+)
mipsel-unknown-linux-gnu ✓ MIPS (LE) Linux (2.6.18+)
powerpc-unknown-linux-gnu ✓ PowerPC Linux (2.6.18+)
i386-apple-ios ✓ 32-bit x86 iOS
x86_64-apple-ios ✓ 64-bit x86 iOS
armv7-apple-ios ✓ ARM iOS
armv7s-apple-ios ✓ ARM iOS
aarch64-apple-ios ✓ ARM64 iOS
i686-unknown-freebsd ✓ ✓ 32-bit FreeBSD
x86_64-unknown-freebsd ✓ ✓ 64-bit FreeBSD
x86_64-unknown-openbsd ✓ ✓ 64-bit OpenBSD
x86_64-unknown-netbsd ✓ ✓ 64-bit NetBSD
x86_64-unknown-bitrig ✓ ✓ 64-bit Bitrig
x86_64-unknown-dragonfly ✓ ✓ 64-bit DragonFlyBSD
x86_64-rumprun-netbsd ✓ 64-bit NetBSD Rump Kernel
i686-pc-windows-msvc (XP) ✓ Windows XP support
x86_64-pc-windows-msvc (XP) ✓ Windows XP support

Имейте в виду, что данная таблица со временем может быть дополнена: это не исчерпывающий набор платформ третьего уровня!

Установка на Linux или Mac

Если вы используете Linux или Mac, то всё, что вам нужно сделать, — это ввести следующую команду в консоль:

$ curl -s Sf https://static.rust-lang.org/rustup.sh | sh

Эта команда загрузит скрипт и начнёт установку. Если всё пройдёт успешно, то вы увидите следующий текст:

Welcome to Rust. This script will download the Rust compiler and its package manager, Cargo, and install them to /usr/local. You may install elsewhere by running this script with the --prefix=Option. The installer will run under ‘sudo’ and may ask you for your password. If you do not want the script to run ‘sudo’ then pass it the --disable-sudo flag. You may uninstall later by running /usr/local/lib/rustlib/uninstall.sh, or by running this script again with the --uninstall flag. Continue? (y/N)

Нажмите y для подтверждения и следуйте дальнейшим подсказкам.

Установка на Windows

Если вы используете Windows, то скачайте подходящий установщик .

Удаление

Удалить Rust так же просто, как и установить его. На Linux или Mac нужно просто запустить скрипт удаления:

$ sudo /usr/local /lib/rustlib/uninstall.sh

Если вы использовали установщик Windows, то просто повторно запустите.msi , который предложит вам возможность удаления.

Решение проблем

Если у вас установлен Rust, то можно открыть терминал и ввести:

$ rustc --version

Вы должны увидеть версию, хеш коммита и дату коммита.

Если это так, то теперь у вас есть установленный Rust! Поздравляем!

Если нет и вы пользователь Windows, то убедитесь в том, что Rust прописан в вашей системной переменной %PATH%. Если это не так, то запустите установщик снова, выберите "Change" на странице "Change, repair, or remove installation" и убедитесь, что "Add to PATH" указывает на локальный жёсткий диск.

Существует несколько мест, где вы можете получить помощь. Самый простой вариант — канал #rust на irc.mozilla.org , к которому вы можете подключиться через Mibbit . Нажмите на эту ссылку, и вы будете общаться в чате с другими Rustaceans (это дурашливое прозвище, которым мы себя называем), и мы поможем вам. Другие полезные ресурсы, посвящённые Rust: форум пользователей и Stack Overflow . Русскоязычные ресурсы: сайт сообщества , форум , Stack Overflow .

Установщик также устанавливает документацию, которая доступна без подключения к сети. На UNIX системах она располагается в директории /usr/local/share/doc/rust . В Windows используется директория share/doc , относительно того, куда вы установили Rust.

Привет, мир!

Теперь, когда вы установили Rust, давайте напишем первую программу на Rust. Традиционно при изучении нового языка программирования первая написанная программа просто выводит на экран «Привет, мир!», и мы следуем этой традиции.

Хорошо начинать с такой простой программы, поскольку можно убедиться, что ваш компилятор не только установлен, но и работает правильно. Вывод информации на экран будет замечательным способом проверить это.

На самом деле это приводит к ещё одной проблеме, о которой мы должны предупредить: данное руководство предполагает, что у вас есть базовые навыки работы с командной строкой. Rust не выдвигает специфических требований к вашей среде разработки или тому, как вы храните свой код. Если вы предпочитаете использовать IDE, посмотрите на проект SolidOak , или на плагины к вашей любимой IDE. Есть множество расширений, разрабатываемых сообществом, а также плагинов для разных редакторов , поддерживаемых командой Rust. Настройка вашего редактора или IDE выходит за пределы данного руководства. Посмотрите руководство по использованию выбранного вами плагина.

Создание проекта

Первое, с чего мы должны начать, — создание файла для нашего кода. Для Rust не имеет значения, где находится ваш код, но в рамках этого руководства мы рекомендуем создать директорию projects в вашей домашней директории и хранить там все ваши проекты. Откройте терминал и введите следующие команды, чтобы создать директорию для этого проекта:

$ mkdir ~/projects $ cd ~/projects $ mkdir hello_world $ cd hello_world

Если вы используете Windows и не используете PowerShell, ~ может не работать. Обратитесь к документации вашей оболочки для уточнения деталей.

Написание и запуск программы на Rust

Теперь создадим новый файл для кода программы. Назовём наш файл main.rs . Файлы с исходным кодом на Rust всегда имеют расширение .rs . Если вы хотите использовать в имени вашего файла больше одного слова, разделяйте их подчёркиванием; например hello_world.rs , а не helloworld.rs .

Теперь откройте только что созданный файл main.rs и добавьте в него следующий код:

fn main () { println! ("Привет, мир!" ); }

Сохраните файл и вернитесь к вашему окну терминала. На Linux или OSX введите следующие команды:

$ rustc main.rs $ ./main Привет, мир!

На Windows просто замените main на main.exe . Вне зависимости от вашей ОС вы должны увидеть строку Привет, мир! в терминале. Поздравляем! Вы написали первую программу на Rust. Теперь вы Rust-разработчик! Добро пожаловать!

Анатомия программ на Rust

Теперь давайте детально разберёмся, что происходит в программе «Привет, мир!». Вот первый кусочек головоломки:

fn main () { }

Эти строки объявляют «функцию» в Rust. Функция main особенна: это начало каждой программы на Rust. Первая строка говорит: «Мы объявляем функцию, именуемую main , которая не получает параметров и ничего не возвращает». Если бы мы хотели передать в функцию параметры, то указали бы их в скобках ((и)). Поскольку нам не надо ничего возвращать из этой функции, мы можем опустить указание типа возвращаемого значения. Мы вернёмся к этому позже.

Вы должны были заметить, что функция обёрнута в фигурные скобки ({ и }). Rust требует оборачивать ими тело любой функции. Также хорошим стилем считается ставить открывающую фигурную скобку на той же строке, что и объявление функции, разделяя их одним пробелом.

Теперь эта строка:

println! ("Привет, мир!" );

Эта строка делает всю работу в нашей маленькой программе: выводит текст на экран. Тут есть несколько нюансов, которые имеют существенное значение. Во-первых, отступ в четыре пробела, а не табуляция.

Теперь разберёмся с println!() . Это вызов одного из макросов , которыми представлено метапрограммирование в Rust. Если бы вместо макроса была функция, это выглядело бы следующим образом: println() (без!). Позже мы обсудим макросы Rust подробнее, а на данный момент всё, что вам нужно знать: если вы видите! , то вызывается макрос вместо обычной функции.

Идём дальше. "Привет, мир!"  — это «строка». Строки — это удивительно сложная тема для системного языка программирования. Это статически расположенная в памяти строка. Мы передаём строку в качестве аргумента в println! , который выводит строки на экран. Достаточно просто!

Строка заканчивается точкой с запятой (;). Rust — язык с ориентацией на выражения , а это означает, что в нём большая часть вещей является выражением. ; используется для указания конца выражения и начала следующего. Большинство строк кода на Rust заканчивается символом; .

Компиляция и запуск это отдельные шаги

В разделе «Написание и запуск программы на Rust» мы рассмотрели, как запустить только что созданную программу. Теперь мы разберём каждый шаг по отдельности.

Перед запуском программы её нужно скомпилировать. Вы можете воспользоваться компилятором Rust с помощью команды rustc и передать ваш файл, как показано здесь:

$ rustc main.rs

Если раньше вы программировали на С или С++, то заметите, что это напоминает gcc или clang . После успешной компиляции Rust создаст двоичный исполняемый файл. На Linux или OSX вы можете убедиться в этом с помощью команды ls:

$ ls main main.rs

Или в Windows:

$ dir main.exe main.rs

У нас есть два файла: файл с нашим исходным кодом, имеющий расширение.rs , и исполняемый файл (main.exe в Windows, main в остальных случаях). Все, что осталось сделать, — это запустить main или main.exe:

$ ./main # или main.exe на Windows

Мы вывели наш текст "Привет, мир!" в окне терминала.

Если раньше вы использовали динамические языки программирования вроде Ruby, Python или JavaScript, то, возможно, разделение компиляции и запуска покажется вам странным. Rust — это язык, на котором программы компилируются перед исполнением . Это означает, что вы можете собрать программу, дать её кому-то ещё, и ему не нужно устанавливать Rust для запуска этой программы. Если вы передадите кому-нибудь.rb , .py или.js файл, им понадобится интерпретатор Ruby, Python или JavaScript, чтобы скомпилировать и запустить вашу программу (это делается одной командой). В мире языков программирования много компромиссов, и Rust сделал свой выбор.

Использовать rustc удобно лишь для небольших программ, но по мере роста проекта потребуется инструмент, который поможет управлять настройками проекта, а также позволит проще делиться кодом с другими людьми и проектами. Далее мы познакомимся с новым инструментом Cargo , который используется для написания настоящих программ на Rust.

Привет, Cargo!

Cargo — это система сборки и пакетный менеджер для Rust, и Rustaceans используют его для управления своими проектами на Rust. Cargo заботится о трёх вещах: сборка кода, загрузка библиотек, от которых зависит ваш код, и сборка этих библиотек. Библиотеки, которые нужны вашему коду, мы называем «зависимостями» ("dependencies"), поскольку ваш код зависит от них.

Поначалу вашей программе не понадобится никаких зависимостей, поэтому будем использовать только первую часть его возможностей. Со временем нам понадобится добавить несколько зависимостей, и нам не составит труда сделать это, используя Cargo.

Подавляющее количество проектов на Rust используют Cargo, поэтому в рамках этой книги мы будем исходить из того, что вы тоже делаете это. Если вы использовали официальный установщик, то Cargo установился вместе с Rust. Если же вы установили Rust каким-либо другим образом, то вы можете проверить, есть ли у вас Cargo, введя следующую команду в терминал:

$ cargo --version

Если вы увидели номер версии, то все в порядке. Если же вы увидели сообщение об ошибке наподобие " команда не найдена ", то вам нужно ознакомиться с документацией для системы, в которой вы установили Rust.

Переход на Cargo

Давайте переведём наш проект «Привет, мир!» на использование Cargo. Для перехода на Cargo нужно сделать три вещи:

  1. Расположить файл с исходным кодом в правильной директории.
  2. Избавиться от старого исполняемого файла (main.exe или main) и сделать новый.
  3. Создать конфигурационный файл для Cargo.

Давайте сделаем это!

Создание нового исполняемого файла и директории с исходным кодом

Для начала вернитесь к вашему терминалу, перейдите в вашу директорию hello_world и введите следующие команды:

$ mkdir src $ mv main.rs src/main.rs $ rm main # или "del main.exe" для Windows

Cargo ожидает, что ваши файлы с исходным кодом находятся в директории src . Такой подход оставляет верхний уровень вашего проекта для вещей вроде README, файлов с текстом лицензии и других не относящихся к вашему коду. Cargo помогает нам сохранять наши проекты красивыми и аккуратными. Всему есть своё место, и всё находится на своих местах.

Теперь скопируйте main.rs в директорию src и удалите скомпилированный файл, который вы создали с помощью rustc .

Отметим, что поскольку мы создаём исполняемый файл, то мы используем main.rs . Если бы мы хотели создать библиотеку, то мы использовали бы lib.rs. Cargo использует это соглашение для успешной компиляции вашего проекта, но вы можете это изменить, если захотите.

Создание конфигурационного файла

Теперь создайте новый файл внутри директории hello_world и назовите его Cargo.toml .

Убедитесь в том, что имя правильное: вам нужна заглавная C ! В противном случае Cargo не найдёт конфигурационный файл.

Это файл в формате TOML (Tom"s Obvious, Minimal Language). TOML — это аналог INI, но с некоторыми дополнениями, и он используется в конфигурационных файлах для Cargo.

Поместите в данный файл следующие строки:

name = "hello_world" version = "0.0.1" authors = [ "Your name " ]

Первая строка, , говорит о том, что следующие параметры отвечают за настройку пакета. Когда нам понадобится добавить больше информации в этот файл, мы создадим другие разделы, но сейчас нам достаточно настроек пакета.

Другие три строчки устанавливают три значения конфигурации, которые необходимы Cargo для компиляции вашей программы: имя, версия и автор.

Сборка и запуск Cargo проекта

Теперь, после создания файла Cargo.toml в корневой директории, мы готовы приступить к сборке и запуску нашего проекта. Чтобы сделать это, введите следующие команды:

$ cargo build Compiling hello_world v0.0.1 (file:///home/yourname/projects/hello_world) $ ./target/debug/hello_world Привет, мир!

Та-да! Мы собрали наш проект, вызвав cargo build , и запустили его с помощью./target/debug/hello_world . Мы можем сделать это в один шаг, используя cargo run:

$ cargo run Running `target/debug/hello_world` Привет, мир!

Заметьте, что сейчас мы не пересобрали наш проект. Cargo понял, что мы не изменили файл с исходным кодом, и сразу запустил исполняемый файл. Если бы мы изменили файл, мы бы увидели оба шага:

$ cargo run Compiling hello_world v0.0.1 (file:///home/yourname/projects/hello_world) Running `target/debug/hello_world` Привет, мир!

На первый взгляд это кажется сложнее, по сравнению с более простым использованием rustc , но давайте подумаем о будущем: если в нашем проекте будет больше одного файла, мы должны будем вызывать rustc для каждого из них и передавать кучу параметров, чтобы собрать их вместе. С Cargo, когда наш проект вырастет, нам понадобится вызвать только команду cargo build , и она всё сделает за нас.

Сборка релизной версии

Когда вы закончите работать над проектом и он окончательно будет готов к релизу, используйте команду cargo build --release для компиляции вашего проекта с оптимизацией. Эти оптимизации делают ваш код на Rust быстрее, но требуют больше времени на компиляцию. Именно из-за этого существует два разных способа: один для разработки, другой для сборки финальной версии, которую вы отдадите пользователям.

Также вы должны были заметить, что Cargo создал новый файл: Cargo.lock .

name = "hello_world" version = "0.0.1"

Этот файл используется Cargo для отслеживания зависимостей в вашем приложении. Прямо сейчас у нас нет ни одной, поэтому этот файл немного пустоват. Вам не нужно редактировать этот файл самостоятельно, Cargo сам с ним разберётся.

Вот и все! Мы успешно собрали hello_world с помощью Cargo.

Несмотря на то, что наша программа проста, мы использовали большую часть реальных инструментов, которые вы будете использовать в своём дальнейшем пути Rust-программиста. Более того, вы можете рассчитывать, что практически все проекты на Rust можно будет собрать с помощью вариации этих команд:

$ git clone someurl.com/foo $ cd foo $ cargo build

Простой способ создать новый Cargo проект

Вам не нужно повторять вышеприведённые шаги каждый раз, когда вы хотите создать новый проект! Cargo может создать директорию проекта, в которой вы сразу сможете приступить к разработке.

Чтобы создать новый проект с помощью Cargo, нужно ввести команду cargo new:

$ cargo new hello_world --bin

Мы указываем аргумент --bin , так как хотим создать исполняемую программу. Если мы не укажем этот аргумент, то Cargo создаст проект для библиотеки. Исполняемые файлы часто называют бинарниками (поскольку обычно они находятся в /usr/bin , если вы используете Unix систему).

Cargo сгенерировал два файла и одну директорию: Cargo.toml и директорию src с файлом main.rs . Они должны выглядеть так же, как те, что мы создали ранее.

Этого достаточно для того, чтобы начать. Открыв Cargo.toml , вы должны увидеть следующее:

name = "hello_world" version = "0.1.0" authors = ["Your Name " ]

Cargo наполнил этот файл значениями по умолчанию на основании переданных аргументов и глобальной конфигурации git . Также он инициализировал директорию hello_world как git репозиторий.

Вот что должно быть внутри src/main.rs:

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

Cargo создал «Hello World!» для нас, и вы уже можете приступить к программированию!

У Cargo есть собственное руководство , в котором про него рассказано более детально.

Заключение

Это основы, которые вы будете часто использовать на протяжении всего вашего взаимодействия с Rust. Теперь давайте отложим инструментарий и узнаем больше о самом языке.

У вас есть два пути: погрузиться в изучение реального проекта, открыв раздел «Изучение Rust », или начать с самого низа и постепенно продвигаться наверх, начав с раздела «Синтаксис и семантика ». Программисты, имеющие опыт работы с системными языками, вероятно, предпочтут «Изучение Rust», в то время как программисты, имеющие опыт работы с динамическими языками, скорее всего, захотят пойти по второму пути. Разные люди учатся по-разному! Выберите то, что подходит именно вам.

Rust развивается стабильно, новые возможности и исправления вводятся с каждым релизом раз в 6 недель. Замеченные баги тоже исправляются оперативно в нерегулярных минорных релизах. Иногда такая динамика развития даже может служить препятствием: многие "живые" библиотеки требуют новой версии компилятора, но не всякая компания способна быстро обновлять его на своих проектах.

Инфроструктура вокруг Rust хотя и развивается, все равно еще остается сырой. Многие библиотеки, хотя и работают уже достаточно стабильно, все равно в реальном использовании требуют небольших доработок. Если вы готовы форкать на GitHub такие библиотеки и слегка дорабатывать под свои нужды, то я думаю у вас больше никаких особых проблем с использованием Rust в боевых проектах возникнуть не должно.

Какого-то единого сборника лучших практик использования Rust, насколько я знаю, пока нет. Много полезных советов есть в официальной документации (в так называемых Книгах), а также разбросано по разным отдельным статьям. Однако, существуют списки полезных статей, которые помогут найти среди них нужную. Например эти:
https://github.com/ctjhoa/rust-learning
https://github.com/brson/rust-anthology/blob/maste...

В новых проектах Rust используется, и пока тенденция идет на расширение. Вот на этой странице вы можете посмотреть, какие компании используют Rust сейчас и для чего: https://www.rust-lang.org/en-US/friends.html

Итак, если вы планируете использовать Rust в производстве, готовьтесь вот к чему:

  1. Довольно высокий порог входа в язык. Тут нет особой сложности, просто потребуется практика на языке и поначалу время на следование советам компилятора по устранению постоянно возникающих ошибок компиляции.
  2. Достаточно частые обновления компилятора по добавлению новых возможностей в язык. Это может приводить к тому, что нужная вам библиотека будет требовать свежую версию компилятора.
  3. Сыроватые библиотки. Вероятно, вам придется их слегка дорабатывать под себя.
  4. Rust упрощает сложное, но усложняет простое. Для совсем простых проектов, не требующих высокой производительности и серьезных доработок в будущем, возможно, Rust будет не лучшим выбором.
Но что вы получите от использования Rust?
  1. Высокую производительность программ, автоматическое управление памятью без сборщика мусора.
  2. Высокую надежность и защищенность программ, устранение большого количества потенциальных проблем на этапе компиляции.
  3. Достаточно легкий и безопасный процесс рефакторинга и доработки программ, благодаря развитой системе типов.
  4. Развитую систему управления зависимостями проекта.
  5. Действительно хороший универсальный инструмент: Rust подойдет и для прототипирования, и для разработки, причем для любого типа программ (утилиты, настольные приложения, веб-приложения, мобильные приложения, встраиваемые системы). Хорошая поддержка пока еще есть не для всего, но на перспективу - это большой плюс.

Перевод статьи Федерико Мена-Кинтеро, который, наряду с Мигелем де Икаса, основал проект GNOME - широко используемую, свободную графическую среду, в основном для систем GNU/Linux. Перед этим он некоторое время поддерживал GIMP . Сейчас Федерико активно развивает библиотеку librsvg с использованием языка программирования Rust. По его мнению, разработка достигла момента, когда портирование некоторых крупных компонент с C на Rust выглядит более лёгкой задачей, чем просто добавление аксессоров к ним. Федерико часто приходится переключаться с C на Rust и обратно, и в статье он рассказывает, почему считает C очень и очень примитивным языком для современного ПО.

Своего рода элегия по C

Я влюбился в язык программирования C около 24-ёх лет назад. Я выучил основы, прочитав испанский перевод второго издания «Языка программирования C» Кернигана/Ритчи (K&R) . До этого я писал на Turbo Pascal в довольно низкоуровневой манере - с указателями и ручным выделением памяти. После него C казался освежающим и мощным.

К&R - это отличная книга благодаря стилю изложения и лаконичности программирования. Эта книга даже учит, как реализовать простые функции malloc/free , что крайне поучительно. Даже такие низкоуровневые конструкции, которые выглядят как часть языка, могут быть реализованы на самом языке!

В последующие годы я хорошо освоил C. Это простой язык с небольшой стандартной библиотекой. Наверное, это был идеальный язык для реализации ядер Unix в 20 000 строк кода или около того.

GIMP и GTK+ научили меня тому, как использовать модный объектно-ориентированный подход в C. GNOME показал, как поддерживать крупномасштабные проекты, написанные на C. Стало казаться, что 20 000 строк C кода - это проект, который можно практически полностью понять за пару недель.

Но наши кодовые базы уже далеко не такие маленькие. Сейчас в процессе разработки программного обеспечения огромные надежды возлагаются на функции, доступные в стандартной библиотеке языка.

Опыт использования C

Положительный

  • Чтение исходного кода проекта POV-Ray впервые и изучение того, как использовать объектно-ориентированный подход и наследование в чистом C;
  • Чтение исходного кода проекта GTK+ и изучение читаемого, поддерживаемого и чистого стиля написания кода на C;
  • Чтение исходного кода проекта SIOD, а также ранних исходников проекта Guile и понимание того, как интерпретатор Scheme может быть написан на C;
  • Написание первых версий Eye of Gnome и доработка системы микротайлового рендеринга.

Негативный

  • Работа в команде Evolution, когда программа постоянно падала. Мы были вынуждены приобрести машину с Solaris на борту, чтобы иметь возможность купить Purify; в те времена Valgrind-а еще не существовало;
  • Отладка взаимных блокировок потоков в gnome-vfs;
  • Безуспешная отладка Mesa;
  • Когда мне передали исходники первых версий Nautilus-share, я увидел, что free() вообще не используется;
  • Попытки рефакторинга кода, о стратегии управления памятью которого я не имел понятия;
  • Попытка сделать библиотеку из кода, кишащего глобальными переменными, и в котором ни одна функция не помечена как static .

Фичи Rust, которых не хватает в C

Автоматическое управление ресурсами

Один из первых блог-постов, которые я прочитал о Rust, назывался «В Rust вам никогда не придётся закрывать сокет» . Rust заимствует у C++ идеи об идиоме (Resource Acquisition Is Initialization, получение ресурса есть инициализация) и умных указателях, добавляет принцип единоличного владения для значений и предоставляет механизм автоматического, детерминированного управления ресурсами в очень изящной упаковке.

  • Автоматическое: не нужно вызывать free() вручную. Память освободится, файлы закроются, мьютексы разблокируются, когда переменные выйдут из зоны видимости. Если вам нужно написать обёртку для стороннего ресурса, то всё, что нужно сделать, это реализовать типаж Drop. Обёрнутый ресурс ощущается как часть языка, потому что вам не приходится нянчиться с его временем жизни вручную;
  • Детерминированное: ресурсы создаются (память выделяется и инициализируется, файлы открываются и т. д.) и уничтожаются, когда выходят из зоны видимости. Никакой сборки мусора: ресурсы действительно освобождаются, когда вы закрываете скобку. Вы начинаете видеть время жизни данных в своей программе как дерево вызовов функций.

После того, как постоянно забываешь освобождать/закрывать/уничтожать объекты в C, или, ещё хуже, пытаешься понять, где в чужом коде забыли сделать что-то из этого (или ошибочно сделали дважды )… я просто больше этого не хочу.

Дженерики

Vec - это действительно вектор, размер элементов которого равен размеру объекта типа T . Это не массив указателей на объекты, память для которых выделялась отдельно. Он специально компилируется в код, который может работать только с объектами типа T .

После написания большого количества сомнительных макросов на C, чтобы сделать что-то похожее… я больше этого не хочу.

Типажи - это больше, чем просто интерфейсы

Rust - это не Java-подобный объектно-ориентированный язык, подробнее об этом можно прочитать в open-source книге «The Rust Programming Language» . Вместо этого в нём есть типажи, которые поначалу похожи на интерфейсы в Java, - простой способ осуществления динамического переключения (dynamic dispatch), так что если объект реализует Drawable , то можно предположить, что у него есть метод draw() .

Однако типажи - это более мощный инструмент. Одной из отличительных особенностей типажей можно считать ассоциированные типы (associated types). Например, Rust предоставляет типаж Iterator , который вы можете реализовать:

Pub trait Iterator { type Item; fn next(&mut self) -> Option; }

Это означает, что всякий раз, когда вы реализуете этот типаж для какого-либо объекта, поддерживающего итерирование, вы также указываете тип Item для значений, которые он выдаёт. Если вы вызываете next() и элементы ещё остались, вы получите Some(ТипВашегоЭлемента) . Когда у вашего итератора закончатся элементы, он вернет None .

Ассоциированные типы могут ссылаться на другие типажи.

Например, в Rust вы можете использовать циклы for со всем, что реализует типаж IntoIterator:

Pub trait IntoIterator { /// Тип элементов, по которым идёт итерация type Item; /// В какой тип итератора мы преобразуемся? type IntoIter: Iterator; fn into_iter(self) -> Self::IntoIter; }

Когда реализуете этот типаж, вы должны указать и тип элементов, которые будет выдавать ваш итератор, и сам тип IntoIter , который реализует типаж Iterator и хранит состояние вашего итератора.

Таким образом, вы можете построить настоящую сеть типов, которые ссылаются друг на друга. Вы можете написать типаж, который говорит: «Я могу сделать foo и bar, но только если вы дадите мне тип, который умеет делать вот это и это».

Срезы

Я уже писал о том, насколько в C не хватает срезов (slices) для работы со строками и какая это головная боль, когда привык, что они под рукой.

Современные инструменты для управления зависимостями

Вместо того, чтобы

  • Запускать pkg-config руками или через Autotools-макрос;
  • Сражаться с include-путями в заголовочных файлах…
  • … и библиотечных файлах;
  • И, по сути, полагаться на то, что пользователь гарантирует установку верных версий библиотек,

вы пишете файл Cargo.toml , в котором перечисляются названия и версии всех наших зависимостей. Они будут загружены из общеизвестного источника или из любого другого, указанного вами.

Не нужно сражаться с зависимостями. Оно просто работает, когда вы набираете cargo build .

Тесты

В C очень сложно покрывать код тестами по нескольким причинам:

  • Внутренние функции часто помечены как static . Это означает, что они не могут быть вызваны вне файла, в котором эта функция определена. Тестовая программа вынуждена либо #include -ить содержимое исходника, в котором функция объявлена, либо использовать #ifdef , чтобы убирать static только при тестировании;
  • Вам придётся плясать с бубном вокруг вашего Makefile, чтобы слинковать тестовую программу с определённой частью зависимостей основной или с какой-то частью оставшейся программы;
  • Вам придётся выбрать фреймворк для тестирования. Вам придётся зарегистрировать свои тесты в фреймворке для тестирования. Вам придётся изучить этот фреймворк.

В Rust вы пишете

# fn test_that_foo_works() { assert!(foo() == expected_result); }

в любом месте программы или библиотеки, и, когда вы набираете cargo test , ОНО ПРОСТО, *****, РАБОТАЕТ. Этот код линкуется только в тестовый исполняемый файл. Не нужно ничего компилировать дважды вручную, писать Makefile-магию или разбираться, как вытащить внутренние функции для тестирования.

Для меня это одна из главных киллер-фич языка.

Документация с тестами

Rust генерирует документацию на основе комментариев, размеченных с помощью Markdown. Код из документации запускается как обычные тесты . Вы можете показывать, как функция должна использоваться, одновременно тестируя её:

/// Multiples the specified number by two /// /// ``` /// assert_eq!(multiply_by_two(5), 10); /// ``` fn multiply_by_two(x: i32) -> i32 { x * 2 }

Код из примера запускается как тест, чтобы убедиться, что ваша документация своевременно обновляется вместе с кодом программы.

Гигиеничные макросы

В Rust особые гигиеничные макросы, позволяющие избежать проблем, при которых во время разворачивания C макросов происходит непреднамеренное затенение идентификаторов в коде. Вам больше не нужно писать макросы, заключая все символы в скобки, чтобы max(5 + 3, 4) работал правильно.

Никакого неявного приведения типов

Все эти баги, которые появляются в C из-за непреднамеренного приведения int к short или к char и т. п. - в Rust их нет. Вы должны приводить типы явно.

Никакого целочисленного переполнения

Этим всё сказано.

Как правило, никакого неопределённого поведения в безопасном режиме

В Rust, если что-то вызывает неопределенное поведение в «безопасном режиме» (всё, что написано вне блоков unsafe {}), это расценивается как баг самого языка. Например, можно сделать побитовый сдвиг отрицательного целого числа вправо и произойдёт именно то, что вы ожидаете.

Сопоставление с образцом

Знаете, как gcc выдает предупреждение, если вы используете switch() с перечислением (enum), но обработаете не все варианты? Это детский сад по сравнению с Rust.

В Rust в различных местах используется сопоставление с образцом . Он умеет делать эту штуку с перечислениями в match-выражении. Он поддерживает деструктурирование, а это значит, что можно возвращать несколько значений из функции:

Impl f64 { pub fn sin_cos(self) -> (f64, f64); } let angle: f64 = 42.0; let (sin_angle, cos_angle) = angle.sin_cos();

match работает на строках. ВЫ МОЖЕТЕ МАТЧИТЬ ГРЁБАНЫЕ СТРОКИ.

Let color = "зеленый"; match color { "красный" => println!("Это красный"), "зеленый" => println!("Это зеленый"), _ => println!("Что-то другое"), }

Вы же знаете, насколько такое плохо читается?

my_func(true, false, false)

Как насчет того, чтобы вместо этого использовать сопоставление с образцом на аргументах функции:

Pub struct Fubarize(pub bool); pub struct Frobnify(pub bool); pub struct Bazificate(pub bool); fn my_func(Fubarize(fub): Fubarize, Frobnify(frob): Frobnify, Bazificate(baz): Bazificate) { if fub { ...; } if frob && baz { ...; } } ... my_func(Fubarize(true), Frobnify(false), Bazificate(true));

Стандартная полезная обработка ошибок

Я подробно останавливался на этом. Больше никаких булевых возвращаемых значений без нормального описания ошибки, никаких случайно проигнорированных ошибок, никакой обработки исключительных ситуаций longjmp-ами.

#

Если вы пишете новый тип (скажем, структуру с кучей полей), то можно написать # , и Rust будет знать, как автоматически напечатать содержимое этого типа для отладки. Больше не нужно руками писать специальную функцию, которую затем придётся вызывать из gdb, только для того, чтобы посмотреть содержимое полей пользовательского типа.

Замыкания

Вам больше не придётся передавать указатели на функцию и user_data вручную.

Заключение

Я пока не попробовал «fearless concurrency» , где компилятор может предотвращать гонки данных в многопоточном коде. Я полагаю, что это в корне меняет положение дел для людей, которые пишут параллельный код на регулярной основе.

C - это старый язык с примитивными конструкциями и примитивными инструментами. Он хорошо подходил для небольших однопроцессорных Unix-ядер, которые работали в доверенных, академических средах. Но для современного программного обеспечения он больше не подходит.

Rust непросто освоить, но я уверен, что это того стоит. Сложность в том, что язык требует от вас глубокого понимания кода, который вы хотите написать. Я думаю, что это один из тех языков, которые делают вас лучше как программиста и позволяют решать более амбициозные проблемы.

Рекомендуем
Поиск альтернативы транзисторам
Периодически мышь зависает на экране на некоторое время
Качественный микрофон для компьютера Как подключить студийный микрофон к компу
Как удалить страницу на мамбе