介紹

歡迎來到《The Rust Programming Language》，這是一本介紹 Rust 的入門書。Rust 程式語言能幫助你撰寫更快、更可靠的軟體。在程式語言設計中，高階易用性與低階控制力常常彼此衝突；Rust 挑戰了這個矛盾。透過在強大技術能力與良好開發體驗間取得平衡，Rust 讓你在不必承受傳統上與此類控制相關的麻煩情況下，仍可掌控低階細節（例如記憶體使用）。

Rust 適合誰

Rust 因為各種原因而非常適合許多人。讓我們看看幾個最重要的族群。

開發者團隊

Rust 正證明自己是大型開發團隊協作的高產能工具，無論團隊成員的系統程式設計知識程度如何。低階程式碼容易出現各種微妙的錯誤，在多數語言中只能仰賴大量測試與資深開發者仔細的程式碼審查來發現。在 Rust 中，編譯器扮演守門人的角色，會拒絕編譯包含這些隱晦錯誤（包含並行錯誤）的程式碼。與編譯器並肩合作後，團隊就能把時間用在程式邏輯上，而非追逐錯誤。

Rust 也把現代開發者工具帶進系統程式設計的世界：

• Rust 內建的相依性管理與建置工具 Cargo，讓新增、編譯與管理相依性變得輕鬆，並在 Rust 生態系中保持一致。
• 格式化工具 rustfmt 確保開發者之間的程式碼風格一致。
• Rust Language Server 為整合式開發環境（IDE）提供整合，支援程式碼補全與行內錯誤訊息。

藉由使用 Rust 生態系中的這些與其他工具，開發者撰寫系統層級程式碼時也能保持高效率。

學生

Rust 適合學生以及對系統概念有興趣的人。藉由使用 Rust，許多人學習了像是作業系統開發等主題。社群非常友善，樂於回答學生的問題。透過本書等努力，Rust 團隊希望讓系統概念對更多人更容易接近，特別是對程式設計新手。

公司

數百家大大小小的公司在生產環境中使用 Rust 來完成各式各樣的任務，包括命令行工具、網路服務、DevOps 工具、嵌入式裝置、音訊與視訊分析及轉碼、加密貨幣、生物資訊、搜尋引擎、物聯網應用、機器學習，甚至 Firefox 網頁瀏覽器的重要部分。

開源開發者

Rust 適合想要打造 Rust 程式語言、社群、開發者工具與函式庫的人。我們很期待你能為 Rust 語言貢獻。

重視速度與穩定性的人們

Rust 適合重視速度與穩定性的人。所謂速度，既指 Rust 程式碼的執行速度，也指 Rust 讓你撰寫程式的速度。Rust 編譯器的檢查能在新增功能與重構時確保穩定性。這與缺少這些檢查的語言中脆弱的既有程式碼形成對比，開發者往往不敢修改那類程式碼。透過追求零成本抽象——高階特性能編譯成與手寫低階程式碼同等速度的程式碼——Rust 努力讓安全的程式碼同時也是快速的程式碼。

Rust 語言也希望能支援更多使用者；這裡提到的只是其中影響力較大的族群。總體而言，Rust 最大的企圖心是藉由同時提供安全性與生產力、速度與易用性，消除程式設計師數十年來接受的取捨。試試看 Rust，看看它的選擇是否適合你。

本書適合誰

本書假設你曾用其他程式語言寫過程式碼，但不假設是哪一種。我們盡量讓內容對各種不同程式設計背景的讀者都易於理解。我們不會花太多時間討論程式設計「是什麼」或該如何思考。若你完全是程式設計新手，會更適合閱讀一本專門介紹程式設計入門的書。

如何使用本書

一般而言，本書假設你會依序從頭讀到尾。後續章節會建立在先前章節的概念上，而前面的章節可能不會深入某些主題，但會在後續章節再回到那些主題。

本書包含兩種章節：概念章與專案章。概念章會介紹 Rust 的某個面向；專案章則會帶你一起建立小型程式，運用你到目前為止學到的內容。第 2 章、第 12 章與第 21 章是專案章，其餘則是概念章。

第 1 章說明如何安裝 Rust、如何撰寫「Hello, world!」程式，以及如何使用 Rust 的套件管理與建置工具 Cargo。第 2 章是動手實作的 Rust 程式撰寫導論，帶你建立一個猜數字遊戲。在這裡我們以高層次的方式介紹概念，後續章節會提供更多細節。若你想立刻動手，第 2 章正是適合的地方。若你是特別一絲不苟的學習者，偏好在前往下一章前先了解所有細節，你可以先跳過第 2 章，直接進到 第 3 章，其內容涵蓋與其他程式語言相似的 Rust 功能；之後當你想做專案並運用所學細節時，再回到第 2 章。

在 第 4 章，你會學到 Rust 的所有權系統。第 5 章討論 struct 與方法。第 6 章涵蓋 enum、match 表達式，以及 if let 與 let...else 控制流程結構。你會使用 struct 與 enum 來建立自訂型別。

在 第 7 章，你會學到 Rust 的模組系統，以及用來組織程式碼與公開應用程式介面（API）的隱私規則。第 8 章討論標準函式庫提供的一些常見集合資料結構：向量、字串與雜湊表。第 9 章探索 Rust 的錯誤處理理念與技巧。

第 10 章深入探討泛型、特徵與生命週期，這些讓你能定義可套用到多種型別的程式碼。第 11 章完全聚焦於測試，即使有 Rust 的安全保證，測試仍是確保程式邏輯正確所必需的。在 第 12 章，我們會建立 grep 命令行工具的部分功能實作，用來在檔案中搜尋文字。為此，我們會使用先前章節討論的許多概念。

第 13 章探索閉包與疊代器：源自函數式程式語言的 Rust 功能。在 第 14 章，我們會更深入檢視 Cargo，並討論與他人分享函式庫的最佳實務。第 15 章討論標準函式庫提供的智慧指標，以及讓它們發揮功能的特徵。

在 第 16 章，我們會走過不同的並行程式設計模型，並說明 Rust 如何幫助你無懼地進行多執行緒程式設計。在 第 17 章，我們會延續這些內容，探索 Rust 的 async 與 await 語法，以及任務、future 與 stream，還有它們所啟用的輕量級並行模型。

第 18 章探討 Rust 慣用法與你可能熟悉的物件導向程式設計原則之比較。第 19 章是關於模式與模式比對的參考章節，它們是在 Rust 程式中表達想法的強大方式。第 20 章包含一系列引人注目的進階主題，包含不安全的 Rust、巨集，以及更多關於生命週期、特徵、型別、函式與閉包的內容。

在 第 21 章，我們會完成一個專案，實作低階的多執行緒網頁伺服器！

最後，部分附錄以較參考式的格式提供關於語言的有用資訊。附錄 A涵蓋 Rust 的關鍵字，附錄 B涵蓋 Rust 的運算子與符號，附錄 C涵蓋標準函式庫提供的可推導特徵，附錄 D涵蓋一些有用的開發工具，附錄 E說明 Rust 版次。在 附錄 F，你可以找到本書的翻譯，而在 附錄 G，我們會介紹 Rust 是如何製作的，以及什麼是 nightly Rust。

讀這本書沒有錯的方法：如果你想跳著看，就去做吧！若遇到困惑，你可能需要回頭翻閱之前的章節。但做對你有用的方式即可。

學習 Rust 的重要一環，是學會閱讀編譯器顯示的錯誤訊息：它們會引導你走向可運作的程式碼。因此，我們會提供許多無法編譯的範例，並附上編譯器在各種情況下會顯示的錯誤訊息。請注意，若你隨意輸入並執行某個範例，它可能無法編譯！務必閱讀周邊文字，確認你要執行的範例是否本來就應該出錯。在大多數情況下，我們會帶你找到無法編譯之程式碼的正確版本。Ferris 也會幫助你辨識哪些程式碼不是為了運作：

Ferris	含義
	這段程式碼無法編譯！
	這段程式碼會 panic！
	這段程式碼沒有產生預期的行為。

在大多數情況下，我們會帶你找到任何無法編譯之程式碼的正確版本。

來源碼

本書的原始檔案可在 GitHub 找到。