正版 Rust程序设计

目录 专家推荐 译者序 前言 中文版审读致谢 第 1章  系统程序员也能享受美好 1 1.1  Rust为你负重前行 2 1.2  高效并行编程 3 1.3  性能毫不妥协 3 1.4  协作无边无界 4 第 2章  Rust导览 5 2.1  rustup与Cargo 6 2.2  Rust函数 8 2.3  编写与运行单元测试 9 2.4  处理命令行参数 10 2.5  搭建Web服务器 13 2.6  并发 18 2.6.1  什么是曼德博集 19 2.6.2  解析并配对命令行参数 22 2.6.3  从像素到复数的映射 24 2.6.4  绘制曼德博集 25 2.6.5  写入图像文件 26 2.6.6  并发版曼德博程序 27 2.6.7  运行曼德博绘图器 32 2.6.8  大“安”无形 33 2.7  文件系统与命令行工具 33 2.7.1  命令行界面 34 2.7.2  读写文件 36 2.7.3  查找并替换 37 第3章  基本数据类型 39 3.1  固定宽度的数值类型 41 3.1.1  整型 42 3.1.2  检查算法、回绕算法、饱和算法和溢出算法 45 3.1.3  浮点类型 46 3.2  布尔类型 48 3.3  字符 49 3.4  元组 50 3.5  指针类型 51 3.5.1  引用 52 3.5.2  Box 52 3.5.3  裸指针 53 3.6  数组、向量和切片 53 3.6.1  数组 53 3.6.2  向量 54 3.6.3  切片 57 3.7  字符串类型 58 3.7.1  字符串字面量 58 3.7.2  字节串 59 3.7.3  内存中的字符串 60 3.7.4  String 61 3.7.5  使用字符串 62 3.7.6  其他类似字符串的类型 62 3.8  类型别名 63 3.9  前路展望 63 第4章  所有权与移动 64 4.1  所有权 65 4.2  移动 70 4.2.1  更多移动类操作 74 4.2.2  移动与控制流 75 4.2.3  移动与索引内容 75 4.3  Copy类型：关于移动的例外情况 77 4.4  Rc与Arc：共享所有权 80 第5章  引用 83 5.1  对值的引用 84 5.2  使用引用 86 5.2.1  Rust引用与C++引用 87 5.2.2  对引用变量赋值 88 5.2.3  对引用进行引用 88 5.2.4  比较引用 89 5.2.5  引用永不为空 89 5.2.6  借用任意表达式结果值的引用 89 5.2.7  对切片和特型对象的引用 90 5.3  引用安全 90 5.3.1  借用局部变量 91 5.3.2  将引用作为函数参数 93 5.3.3  把引用传给函数 95 5.3.4  返回引用 95 5.3.5  包含引用的结构体 96 5.3.6  不同的生命周期参数 98 5.3.7  省略生命周期参数 100 5.4  共享与可变 101 5.5  应对复杂对象关系 107 第6章  表达式 109 6.1  表达式语言 109 6.2  优先级与结合性 110 6.3  块与分号 112 6.4  声明 113 6.5  if与match 115 6.5.1  if let 117 6.5.2  循环 117 6.6  循环中的控制流 119 6.7  return表达式 120 6.8  为什么Rust中会有loop 121 6.9  函数与方法调用 122 6.10  字段与元素 123 6.11  引用运算符 124 6.12  算术运算符、按位运算符、比较运算符和逻辑运算符 125 6.13  赋值 125 6.14  类型转换 126 6.15  闭包 127 6.16  前路展望 127 第7章  错误处理 128 7.1  panic 128 7.1.1  展开调用栈 129 7.1.2  中止 130 7.2  Result 130 7.2.1  捕获错误 131 7.2.2  Result类型别名 132 7.2.3  打印错误 132 7.2.4  传播错误 134 7.2.5  处理多种Error类型 135 7.2.6  处理“不可能发生”的错误 136 7.2.7  忽略错误 138 7.2.8  处理main()中的错误 138 7.2.9  声明自定义错误类型 139 7.2.10  为什么是Result 140 第8章  crate与模块 141 8.1  crate 141 8.1.1  版本 144 8.1.2  创建配置文件 145 8.2  模块 145 8.2.1  嵌套模块 146 8.2.2  单独文件中的模块 147 8.2.3  路径与导入 149 8.2.4  标准库预导入 152 8.2.5  公开use声明 152 8.2.6  公开结构体字段 152 8.2.7  静态变量与常量 153 8.3  将程序变成库 153 8.4  src/bin目录 155 8.5  属性 156 8.6  测试与文档 158 8.6.1  集成测试 161 8.6.2  文档 161 8.6.3  文档测试 163 8.7  指定依赖项 166 8.7.1  版本 166 8.7.2  Cargo.lock 167 8.8  将crate发布到crates.io 168 8.9  工作空间 170 8.10  更多好资源 170 第9章  结构体 172 9.1  具名字段型结构体 172 9.2  元组型结构体 175 9.3  单元型结构体 175 9.4  结构体布局 176 9.5  用impl定义方法 177 9.5.1  以Box、Rc或Arc形式传入self 179 9.5.2  类型关联函数 179 9.6  关联常量 180 9.7  泛型结构体 181 9.8  带生命周期参数的泛型结构体 183 9.9  带常量参数的泛型结构体 183 9.10  让结构体类型派生自某些公共特型 185 9.11  内部可变性 186 第 10章  枚举与模式 190 10.1  枚举 191 10.1.1  带数据的枚举 193 10.1.2  内存中的枚举 194 10.1.3  用枚举表示富数据结构 194 10.1.4  泛型枚举 196 10.2  模式 198 10.2.1  模式中的字面量、变量和通配符 201 10.2.2  元组型模式与结构体型模式 202 10.2.3  数组型模式与切片型模式 203 10.2.4  引用型模式 204 10.2.5  匹配守卫 206 10.2.6  匹配多种可能性 206 10.2.7  使用@模式绑定 207 10.2.8  模式能用在哪里 207 10.2.9  填充二叉树 209 10.3  大局观 210 第 11章  特型与泛型 211 11.1  使用特型 213 11.1.1  特型对象 214 11.1.2  泛型函数与类型参数 215 11.1.3  使用哪一个 219 11.2  定义与实现特型 220 11.2.1  默认方法 221 11.2.2  特型与其他人的类型 222 11.2.3  特型中的Self 224 11.2.4  子特型 225 11.2.5  类型关联函数 226 11.3  接近限定的方法调用 227 11.4  定义类型之间关系的特型 228 11.4.1  关联类型（或迭代器的工作原理） 229 11.4.2  泛型特型（或运算符重载的工作原理） 231 11.4.3  impl Trait 232 11.4.4  关联常量 234 11.5  逆向工程求限界 235 11.6  以特型为基础 238 第 12章  运算符重载 239 12.1  算术运算符与按位运算符 240 12.1.1  一元运算符 242 12.1.2  二元运算符 243 12.1.3  复合赋值运算符 244 12.2  相等性比较 245 12.3  有序比较 247 12.4  Index与IndexMut 250 12.5  其他运算符 252 第 13章  实用工具特型 253 13.1  Drop 254 13.2  Sized 256 13.3  Clone 259 13.4  Copy 260 13.5  Deref与DerefMut 260 13.6  Default 263 13.7  AsRef与AsMut 264 13.8  Borrow与BorrowMut 266 13.9  From与Into 267 13.10  TryFrom与TryInto 270 13.11  ToOwned 271 13.12  Borrow与ToOwned的实际运用：谦卑的Cow 271 第 14章  闭包 273 14.1  捕获变量 274 14.1.1  借用值的闭包 275 14.1.2  “窃取”值的闭包 275 14.2  函数与闭包的类型 277 14.3  闭包性能 279 14.4  闭包与安全 280 14.4.1  “杀死”闭包 280 14.4.2  FnOnce 281 14.4.3  FnMut 282 14.4.4  对闭包的Copy与Clone 284 14.5  回调 285 14.6  高效地使用闭包 288 第 15章  迭代器 290 15.1  Iterator特型与IntoIterator特型 291 15.2  创建迭代器 292 15.2.1  iter方法与iter_mut方法 293 15.2.2  IntoIterator的实现 293 15.2.3  from_fn与successors 295 15.2.4  drain方法 296 15.2.5  其他迭代器源 297 15.3  迭代器适配器 298 15.3.1  map与filter 298 15.3.2  filter_map与flat_map 300 15.3.3  flatten 302 15.3.4  take与take_while 304 15.3.5  skip与skip_while 305 15.3.6  peekable 305 15.3.7  fuse 306 15.3.8  可逆迭代器与rev 307 15.3.9  inspect 308 15.3.10  chain 309 15.3.11  enumerate 309 15.3.12  zip 310 15.3.13  by_ref 310 15.3.14  cloned与copied 311 15.3.15  cycle 312 15.4  消耗迭代器 313 15.4.1  简单累加：count、sum和product 313 15.4.2  min与max 313 15.4.3  max_by与min_by 314 15.4.4  max_by_key与min_by_key 314 15.4.5  对条目序列进行比较 315 15.4.6  any与all 315 15.4.7  position、rposition和ExactSizeIterator 316 15.4.8  fold与rfold 316 15.4.9  try_fold与try_rfold 317 15.4.10  nth与nth_back 318 15.4.11  last 319 15.4.12  find、rfind和find_map 319 15.4.13  构建集合：collect与FromIterator 320 15.4.14  Extend特型 322 15.4.15  partition 322 15.4.16  for_each与try_for_each 323 15.5  实现自己的迭代器 324 第 16章  集合 328 16.1  概述 329 16.2  Vec

330 16.2.1  访问元素 331 16.2.2  迭代 332 16.2.3  扩大向量与收缩向量 332 16.2.4  联结 336 16.2.5  拆分 336 16.2.6  交换 339 16.2.7  填充 339 16.2.8  排序与搜索 339 16.2.9  比较切片 341 16.2.10  随机元素 341 16.2.11  Rust中不存在失效型错误 342 16.3  VecDeque

343 16.4  BinaryHeap

344 16.5  HashMap

与BTreeMap

346 16.5.1  条目 349 16.5.2  对Map进行迭代 351 16.6  HashSet

与BTreeSet

351 16.6.1  对Set进行迭代 352 16.6.2  当相等的值不接近相同时 353 16.6.3  针对整个Set的运算 353 16.7  哈希 354 16.8  使用自定义哈希算法 355 16.9  在标准集合之外 357 第 17章  字符串与文本 358 17.1  一些Unicode背景知识 358 17.1.1  ASCII、Latin-1和Unicode 359 17.1.2  UTF-8编码 359 17.1.3  文本方向性 361 17.2  字符（char） 361 17.2.1  字符分类 361 17.2.2  处理数字 362 17.2.3  字符大小写转换 363 17.2.4  与整数之间的转换 364 17.3  String与str 364 17.3.1  创建字符串值 365 17.3.2  简单探查 366 17.3.3  追加文本与插入文本 366 17.3.4  移除文本与替换文本 368 17.3.5  搜索与迭代的约定 368 17.3.6  搜索文本的模式 369 17.3.7  搜索与替换 370 17.3.8  遍历文本 371 17.3.9  修剪 373 17.3.10  字符串的大小写转换 374 17.3.11  从字符串中解析出其他类型 374 17.3.12  将其他类型转换为字符串 374 17.3.13  借用其他类似文本的类型 375 17.3.14  以UTF-8格式访问文本 376 17.3.15  从UTF-8数据生成文本 376 17.3.16  推迟分配 377 17.3.17  把字符串当作泛型集合 379 17.4  格式化各种值 379 17.4.1  格式化文本值 380 17.4.2  格式化数值 381 17.4.3  格式化其他类型 383 17.4.4  格式化值以进行调试 383 17.4.5  格式化指针以进行调试 384 17.4.6  按索引或名称引用参数 385 17.4.7  动态宽度与动态精度 386 17.4.8  格式化自己的类型 386 17.4.9  在自己的代码中使用格式化语言 388 17.5  正则表达式 389 17.5.1  Regex的基本用法 389 17.5.2  惰性构建正则表达式值 390 17.6  规范化 391 17.6.1  规范化形式 392 17.6.2  unicode-normalization crate 393 第 18章  输入与输出 395 18.1  读取器与写入器 396 18.1.1  读取器 397 18.1.2  缓冲读取器 398 18.

[美]吉姆·布兰迪（Jim Blandy），Mozilla Firefox工程师，Subversion版本控制系统初代设计者之一。拥有40多年编程经验，其中包括30多年自由软件开发经验，曾在GNU Emacs、GNU Debugger等项目上工作。 [美]贾森·奥伦多夫（Jason Orendorff），GitHub工程师，专注开发尚未公开的Rust项目，曾在Mozilla参与JavaScript引擎SpiderMonkey的开发。兴趣广泛，包括：语法学、烘焙、时间旅行，以及帮助人们理解复杂主题。 [美]莉奥诺拉·F. S. 廷德尔（Leonora F. S. Tindall），软件工程师、类型系统爱好者。她喜欢使用Rust等优选语言在一些关键领域构建健壮且适应性强的系统软件，特别是在医疗保健和数据所有权管理等领域。

这本书是深入探索Rust语言的指南，也是Rust编程思维的启示录。其价值是深入浅出地介绍了Rust的所有关键特性，从基本语法到并发和异步编程，每一章都配备了实用的示例代码和细致的解析。愿这本书引领你走进Rust的世界，体验其独有的魅力! ——陈天，Tubi SVP 非常高兴看到《Rust程序设计(第2版)》引进出版。这本书对Rust知识做了全面而细致的介绍，特别花大量篇幅介绍了日常开发中用得较多的字符串、集合、迭代器等基础知识——对Rust初学者来说，这无疑是非常重要的。预祝这本书的面世为Rust语言在国内的普及打开新局面。 ——唐刚(@Mike Tang)，Rust语言中文社区联合创始人 多年前，我们就被Rust的无GC内存安全和零开销抽象所吸引。2019年以来，随着Rust的成熟，我们开始逐渐用Rust重写项目，以Kata Agent为例，从Go换成Rust之后代码体积缩小到了之前的1/20以下，这对任何系统软件来说都是无法拒绝的。在我的团队里，优秀的内核和系统开发人员都会毫不拒绝从C、Go或其他语言转向Rust，并边开发边学习。但是，Rust被公认为是一门上手难的语言，尤其是对于很多初学者，一本系统的好书才是良好的入门阶梯。非常开心图灵公司引进《Rust程序设计(第2版)》，相信这本书对于大家学习Rust，乃至提高国内系统程序的安全性，都会有很大的帮助。 ——王旭，Kata Containers项目联合发起人、开放基础设施基金会董事、蚂蚁集团容器基础设施团队负责人 这本书是不可或缺的Rust编程资源，适合各个层次的开发者。书中深入解析了Rust的核心概念，如所有权、类型系统、并发等，配以实例代码，使得理解更为直观。如果你渴望深入探索Rust，这本书将是你的值得选择的伙伴。 ——张汉东，资深Rust独立咨询师、Rust中文社区布道者、《Rust编程之道》作者 我一直在寻找一本先实践后理论，能够提供有深度且实践性强的Rust编程知识的教程。当阅读这本书时，我发现了自己一直在寻找的东西。 ——张炎泼，分布式系统专家

本书是Rust领域经典参考书，由业内资深系统程序员编写，广受读者好评。 书中全面介绍了Rust这种新型系统编程语言——具有非常好的安全性，兼具C和C++的高性能，并大大简化了并发程序的编写。第2版对上一版内容进行了重组和完善，新增了对“异步编程”的介绍。借助书中的大量案例，你也能用Rust编写出兼顾安全性与高性能的程序。本书内容包括基本数据类型、所有权、引用、表达式、错误处理、crate与模块、结构、枚举与模式等基础知识，以及特型与泛型、闭包、迭代器、集合、字符串与文本、输入与输出、并发、异步编程、宏等进阶知识。 本书适合所有学习Rust的开发者，尤其适合系统程序员，从C++转向Rust的程序员，以及具有C、C#、Jave、Python、JavaScript等其他编程语言基础并希望学习Rust的程序员。

1.靠谱的作者团队：本书由Rust领域的资深专家编写，包括Mozilla Firefox的工程师和GitHub的工程师，他们的经验和知识为本书提供了强大的支持。 2.全面而深入的内容：本书涵盖了Rust语言的基本概念和核心特性，从基本数据类型、所有权、引用、表达式、错误处理，到更高级的特型与泛型、闭包、迭代器、集合、字符串与文本、输入与输出、并发、异步编程、宏等。这些内容不仅帮助你建立坚实的基础，也为你提供了一些实用的案例和解决方案。 3.本书不仅解释了Rust语言的特性和语法，还通过大量的案例和实践帮助你解决实际问题。无论你是在构建一个简单的程序，还是一个复杂的应用程序，你都可以从本书中找到有用的解决方案。 4.为实际应用做好准备：本书不仅适合初学者，也适合有经验的开发者。无论你是一个系统程序员，从C++转向Rust的程序员，还是具有其他编程语言基础并希望学习Rust的程序员，本书都可以为你提供实用的知识和技能，帮助你准备好面对未来的挑战。 5.第2版新增内容：本书第2版对上一版内容进行了重组和完善，新增了对“异步编程”的介绍，使读者能够更好地理解和应用Rust的新特性。