当前位置：首页 > news >正文

环境搭建与第一个程序：Hello, Rust!

news 2025/11/1 9:52:44

《环境搭建与第一个程序：Hello, Rust!》

引言：从理论到实践的第一步

在上一篇文章《Rust之旅的起点：为什么选择Rust？》中，我们深入探讨了Rust在性能、安全与生产力方面带来的革命性突破。理论的魅力固然引人入胜，但真正的掌握始于实践。任何一门编程语言的学习，都离不开亲手搭建环境、编写并运行第一个程序。这个过程不仅是技术上的“破冰”，更是建立信心、感受语言特性的关键一步。

本文将作为您踏上Rust实践之旅的向导，手把手带您完成以下核心任务：

安装Rust工具链：我们将使用官方推荐的工具rustup来安装和管理Rust版本，确保您拥有一个稳定、标准的开发环境。
编写并运行您的第一个Rust程序：我们将通过经典的“Hello, world!”程序，了解Rust程序的基本结构和编译过程。
拥抱Cargo：我们将初步接触Rust的构建系统与包管理器Cargo，理解为什么它是Rust开发体验中不可或缺的一环，并使用它来创建和管理项目。

完成本文的学习后，您将拥有一个功能完备的Rust开发环境，并成功编译、运行了您的第一个Rust项目，为后续更深入的学习奠定坚实的基础。

一、安装Rust：通过`rustup`一统江湖

与其他语言可能存在的繁琐、多样的安装方式不同，Rust社区提供了一个统一且极其强大的工具链管理器——rustup。它不仅负责安装Rust编译器rustc，还捆绑了构建工具Cargo、标准库文档rust-docs等一系列开发必备组件。更重要的是，rustup可以轻松地管理多个Rust版本（如stable、beta、nightly），并在它们之间自由切换，这对于需要测试不同版本特性的开发者来说极为便利。

安装步骤

安装rustup的过程非常简单，通常只需一条命令即可。

对于macOS、Linux或其他类Unix系统：

打开您的终端，然后运行以下命令。它会从官方服务器下载一个脚本并执行，引导您完成安装过程。

# ---
# Command: Shell script execution
# Platform: macOS, Linux
# Rust Version: N/A (Installer)
# ---
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

脚本会向您解释它将要做什么，并请求您的确认。通常，直接选择默认选项（按Enter键）即可。安装程序会自动配置您的PATH环境变量，以便在任何终端窗口中都能直接调用rustc、cargo等命令。

安装完成后，您可能需要重启终端或执行脚本提示的source $HOME/.cargo/env命令，以使PATH更改生效。

对于Windows系统：

Windows用户需要从rustup.rs官方网站下载并运行rustup-init.exe。它会提供一个图形化的安装向导。

在安装过程中，它会提示您需要安装“Microsoft C++ Build Tools”。这是因为Rust在Windows上依赖于Visual Studio的链接器（linker）来生成最终的可执行文件。rustup-init.exe会尝试为您自动安装这些依赖。如果自动安装失败，您需要手动从微软官网下载并安装“Visual Studio Build Tools”，并确保勾选了“C++ build tools”工作负载。

同样，选择默认安装选项通常是最佳选择。

验证安装

安装成功后，打开一个新的终端窗口，执行以下命令来验证Rust编译器和Cargo是否已正确安装并处于可用状态：

# ---
# Command: Version check
# Platform: Windows, macOS, Linux
# Rust Version: Any
# ---
rustc --version
cargo --version

如果一切顺利，您将看到类似下面的输出，显示了已安装的rustc和cargo的版本号以及发布日期：

rustc 1.73.0 (cc66ad468 2023-10-03)
cargo 1.73.0 (cc66ad468 2023-10-03)

管理您的Rust版本

rustup的强大之处在于版本管理。以下是几个常用命令：

rustup update：检查并更新您当前安装的工具链到最新的稳定版本。建议定期执行此命令。
rustup show：显示当前已安装和活动的工具链信息。
rustup doc：在您的本地浏览器中打开完整的、可离线访问的Rust官方文档。这是一个非常有用的功能！

至此，您的Rust开发环境已经准备就绪。

二、第一个程序：经典的“Hello, world!”

按照编程界的传统，我们将通过编写一个在屏幕上打印“Hello, world!”的程序来开始我们的Rust编码之旅。我们将首先采用最原始的方式——直接调用编译器，来理解其背后的基本原理。

1. 创建源文件

首先，创建一个名为main.rs的文件。.rs是Rust源文件的标准扩展名。您可以使用任何文本编辑器来编写代码。

2. 编写代码

在main.rs文件中，输入以下代码：

// ---
// File: main.rs
// Cargo.toml: N/A
// Rust Version: 1.73.0
// ---
fn main() {println!("Hello, world!");
}

让我们对这段简短的代码进行初步的剖析：

fn main() { ... }：这定义了一个名为main的函数。main函数非常特殊，它总是Rust可执行程序最先运行的代码，是程序的入口点。fn是声明函数的关键字。
println!("Hello, world!");：这行代码完成了程序的主要工作。
- println!是一个宏（macro），而不是一个普通的函数。在Rust中，以!结尾的调用都表示宏调用。宏是一种元编程能力，即“编写代码的代码”。我们将在后续章节深入学习宏，现在您只需知道println!负责将文本打印到控制台。
- "Hello, world!"是一个字符串字面量，作为参数传递给println!宏。
- 这行代码以分号;结尾，表示一个表达式的结束。

3. 编译和运行

现在，打开终端，确保您位于main.rs文件所在的目录，然后执行以下命令来编译程序：

# ---
# Command: Manual compilation
# Platform: Windows, macOS, Linux
# Rust Version: 1.73.0
# ---
rustc main.rs

rustc是Rust的编译器。如果代码没有错误，它会生成一个与源文件同名的可执行文件。

在Linux或macOS上，这个文件名为main。
在Windows上，这个文件名为main.exe。

现在，您可以运行这个程序了：

在Linux或macOS上：./main
在Windows上：.\main.exe

执行后，您应该会在终端上看到输出：

Hello, world!

恭喜！您已经成功地手动编译并运行了您的第一个Rust程序。这个过程帮助我们理解了rustc编译器的基本作用。然而，在实际项目中，我们几乎从不直接调用rustc。

三、拥抱Cargo：更专业的项目管理

随着项目变得复杂，您需要管理依赖、设置不同的编译配置（如开发版和发布版）、运行测试等。手动调用rustc会变得极其繁琐。为此，Rust提供了Cargo，一个集项目创建、依赖管理、构建、测试、发布于一体的强大工具。

让我们用Cargo的方式重做“Hello, world!”项目。

1. 创建项目

在终端中，执行以下命令：

# ---
# Command: Create a new Cargo project
# Platform: Windows, macOS, Linux
# Rust Version: Any
# ---
cargo new hello_cargo

Cargo会创建一个名为hello_cargo的目录，并为其生成一个标准化的项目结构：

hello_cargo
├── .git
├── .gitignore
├── Cargo.toml
└── src└── main.rs

Cargo.toml：这是Cargo的清单文件（manifest），采用TOML格式。它包含了项目的所有元数据和依赖项信息。
src/main.rs：Cargo将所有源文件放在src目录下，并为您生成了一个包含“Hello, world!”的main.rs模板。
.git/ 和 .gitignore：Cargo默认会为您初始化一个新的Git仓库，并提供一个合适的.gitignore文件，这体现了Rust对版本控制的重视。

2. `Cargo.toml`文件详解

让我们看看Cargo.toml的内容：

# ---
# File: hello_cargo/Cargo.toml
# ---
[package]
name = "hello_cargo"
version = "0.1.0"
edition = "2021"[dependencies]

[package]部分包含了项目的基本信息：
- name：包（crate）的名称。
- version：包的版本号，遵循语义化版本（SemVer）规范。
- edition：要使用的Rust“版本纪元”（Edition）。2021是目前最新的版本纪元，它允许Rust在不破坏旧代码的情况下引入新的语言特性。
[dependencies]部分用于声明项目所依赖的外部库（crates）。目前为空。

3. 构建和运行Cargo项目

现在，进入新创建的hello_cargo目录：

cd hello_cargo

您可以使用以下Cargo命令来构建和运行项目：

构建项目：
```
# ---
# Command: Build a Cargo project
# ---
cargo build
```
这个命令会调用rustc进行编译，并将所有输出文件（包括可执行文件）放在target/debug/目录下。它还会生成一个Cargo.lock文件，用于锁定依赖项的精确版本，确保构建的可复现性。
运行项目：
```
# ---
# Command: Run a Cargo project
# ---
cargo run
```
cargo run是一个便捷的命令，它会先编译代码（如果需要的话），然后直接运行生成的可执行文件。您会再次看到“Hello, world!”的输出。
快速检查代码：
```
# ---
# Command: Check a Cargo project
# ---
cargo check
```
cargo check会快速检查代码以确保它可以通过编译，但不会生成任何可执行文件。这个过程比cargo build快得多，非常适合在开发过程中频繁地检查代码的正确性。
为发布而构建：
```
# ---
# Command: Build for release
# ---
cargo build --release
```
当您准备发布程序时，使用--release标志。Cargo会对代码进行大量的优化，生成的可执行文件性能会高得多，编译时间也会更长。输出文件将位于target/release/目录下。