Rust 学习笔记（卷二）

八、工程

相比以前的 C++，Rust 提出了包和模块的概念，使工程管理变得更加有组织。下面我们会自顶向下的介绍 Rust 中有关工程的概念。

1. package 和 crate

package 总览

Rust 工程管理中，最大的概念是 package，其次是 crate。Rust 的 crate 可以是一个库，也可以是一个可执行文件，而 package 的作用则是将一个或多个 crate 组织起来。

Package 是使用 Cargo.toml 文件管理的，这是我们所熟悉的，而 crate 则有组织地被放在项目文件夹中，包括：

1. 库包。需要存在 src/lib.rs 源文件。包名与项目名相同。一个项目只能有一个库包。
2. 可执行文件包。需要存在 src/main.rs 源文件。包名与项目名相同。
3. 更多可执行文件包。每个 src/bin/ 中的源文件都是一个包，包名与文件名相同。

对比 C++ 来看，package 可以看作 CMake 的 project，而 crate 可以看作 CMake 的 target。

包根（crate root）

前面提到，如果一个 package 包含唯一的库包0，则需要存在 src/lib.rs 文件；对于可执行文件包则需要存在 src/main.rs。像这种一个源文件代表一个 crate 的，我们称为包根（crate root）。

包根只是一个源文件，那多个源文件该怎么办？方法是借助模块。模块的机制允许我们将包内的代码放在多个源文件中。

2. 模块

初识模块

Rust 中，与模块相关的关键字是 mod。

Rust 程序 79：mod

// src/orange.rs
pub fn hello() {println!("Hello, orange!");
}
// src/main.rs
mod orange;
use orange::hello;
fn main() {hello();
}

C++ 程序 79：module

// orange.cpp
export module orange; // 手动写明，与文件名本身无关。
import std;
namespace orange { // 手动创建命名空间，与模块无关。export void hello() {std::cout << "Hello, orange!" << std::endl;}
}
// 源.cpp
import orange;
using orange::hello;
int main() {hello();
}

关于 Rust 程序 79 的新东西有：

1. pub 关键字。如果要使用的东西不属于自己的父模块（例如程序 79 中，orange 模块和 main 模块是兄弟，orange 模块不是 main 模块的父模块），则只能使用公开的模块，用 pub 关键字表示。这和 C++ 程序 79 中 hello 函数前的 export 关键字一样。
2. mod 关键字。其功能是在包根所在目录查找指定名字的源文件，并将源文件中的内容视为位于同名模块中（例如程序 79 中，在包根 main.rs 同目录下找到了 orange.rs，将 orange.rs 中的内容视为位于模块 orange 中）。
3. use 关键字。一旦模块进入视野内（例如程序 79 中通过 mod 语句在当前位置声明了一个模块，又如通过配置依赖项已经引入了外部模块），则可以使用 use 语句引入模块里的内容。使用 use 语句引入内容的可见性将在之后讲解。

与 C++ 要求必须在单独的文件里定义模块不同，Rust 中允许在同一个源文件里定义模块。所以 Rust 的模块更像是 C++ 的模块和命名空间的结合体。

Rust 程序 80：只有包根

mod orange {pub fn hello() {println!("Hello, orange!");}
}
use orange::hello;
fn main() {hello();
}

C++ 程序 80：假装是模块

import std;
namespace orange { // 只有命名空间，没有模块。void hello() {std::cout << "Hello, orange!" << std::endl;}
}
using orange::hello;
int main() {hello();
}

Rust 程序 80 中，mod 块前没有再加 pub，这是因为我们在下面使用它时已经能够看到它的完整实现了，所以没有必要再加上 pub。

单个源文件中的嵌套模块

使用具有层级结构的源文件构造嵌套模块

3. 文档

4. 使用第三方包

5. 打包自己的包

九、标准库

十、多线程的并发编程

并发、异步。

十一、“不安全”编程

unsafe 代码块

全局变量与静态变量

理论上，全局变量越少越好，以防形成一盘散沙之势。然而，全局变量通常也是无法避免的，例如在使用单例设计模式时。

内部可变性