lab0

CS3210 共安排了六个 lab，第一个 lab 就是跟着Rust By Example学习 rust 的基础知识，然后通过rustlings检验学习成果，课程要求大约花费 30~40 小时完成 Rust By Example 的前 18 章，还是挺吃时间的。

目前我对于 rust 的开发环境并不了解，为了防止因为版本不同造成错误，我通过课程提供的 rustup 脚本安装了开发环境，版本号 rustc 1.37.0-nightly (2019-06-30)。从目前学习的内容来看 rust 与 c 有很大的相似点，所以我准备以对比的方式记录 rust

rustc 是 rust 的编译器，rust 语言扩展名为.rs，rust 的入口函数为fn main(){}
rust 的注释语法和 c 相同，//是单行注释，/**/是多行注释，不同的是 rust 的多行注释支持嵌套
rust 的标准输入输出库为std::fmt（还不知道为什么用宏实现），格式化输出同样使用包含转义字符的字符串，但语法与 c 不同，功能也更强大，给出一个例子printf("%02.3f%d", a, b) print!("{first:02.3f}{second}", second=b, first=a)
结构体默认和 c 相同无法直接输出，但是可以通过实现fmt::Display来实现类似toString的功能，也可以通过derive自动实现。
rust 的数据类型也都是经典组合了，基础数据类型从 i8、u8 到 i128、u128，还有 f32、f64，四字节 char，bool，isize，usize；组合数据类型数组元组切片枚举结构体一应俱全
rust 的运算符和 c 一致，+-*/%!|^&>><<。
rust 的枚举实现了 c 语言枚举和共用体两个特性，既可以枚举又可以存储变量，类似 switch 的match语句也让枚举处理更加优美，也让枚举变成了一个非常强大的工具。
typedef 现在 rust 中以关键字type呈现，但我还没仔细分析有没有什么差异。
rust 中的变量声明时，默认为可以接受非静态值的不可变变量，mut关键字使变量可变，const关键字使变量仅能接受静态值，这与 c 的处理方式完全不同。
编译器会对未使用的变量抛出 warning，但以下划线开头的变量不会
rust 对变量作用域和二次声明提出了shadow的概念，简单来说就是let语句会覆盖本代码块和外层代码块的同名变量，对覆盖前后的变量类型、可变性没有要求，在本代码块中被覆盖的变量无法恢复，退出本代码块后被覆盖的外层变量会恢复（就是个作用域问题）。在造成shadow的let语句中可以使用被覆盖变量的值。
rust 不提倡对变量先声明而不初始化，编译器会对可能的未初始化而使用的情况抛出 error
rust 不进行隐式类型转换，显式类型转换的关键字为as
rust 的数值字面量可以用类型名修饰，比如1u8就是八位无符号整数 1。
在声明变量时可以使用:显式声明类型，但是文档对编译器的自动类型推断非常自信
std::convert::From std::convert::TryFrom可以实现自定义类型的类型转换函数，后者支持异常处理。fmt::Display如上一篇中猜测的会自动实现to_string函数
rust 将代码块作为表达式处理，而且代码块的反大括号后面必须有分号。代码块的返回值取决于最后一行代码，若最后一行没有分号则会返回最后一行的值，若有则返回()。所以代码块是可以用来赋值的，值得注意的是，下面的控制语句中的代码块同样适用这个规则
rust 很自然地删掉了 c 语言中的switch语法，提供了更复杂但也更好用的match语法。除此之外还有常见的if-else while for-in等。
if-else大概是最好懂的语法了，除了布尔表达式不需要圆括号、代码块必须有大括号之外没有什么特别之处
while的额外特性也不多，可以使用例如'label: while true { break 'label; }的语法退出特定层级的循环。loop就是while true的语法糖
for-in虽然和 c 有差别但和其他现代语言没有太大差别，举个例子for n in 1..101 {}，但是令我比较迷惑的是这个用例for n in 1..=100 {}会将原本的左闭右开区间变成左闭右闭区间，两个例子都是循环到 100，不太明白这是糖还是有别的目的。for-in还支持迭代器，但是现在看不太懂等后面章节吧
match的语法看得我头大，所以我决定直接上代码
if let以我的理解就是一个特殊的if语句，布尔表达式是一个let语句，该语句会像match一样解构类型，如果解构成功则执行代码块，失败则跳转到else
while let同理，在布尔表达式中尝试解构但代码块从if let的选择控制变成了循环控制
定义函数的关键词是fn，声明返回值的关键词是->位于函数体前。给个例子fn foo(bar: i32) -> i32 {}，和前文提到的代码块类似，函数体最后一行代码不加分号即视为返回值的表达式，在任意位置都可以通过return关键词返回。
通过impl关键词可以为结构体添加函数，即方法（method），方法可以通过&self和&mut self参数获得对象上下文，方法通过::访问
lambda 表达式的语法比较特别，使用||包围参数表，函数体可以没有大括号{}。相对于函数来说，lambda 表达式更加自由，能够自动获取环境中的变量。
lambda 表达式与其他语言类似，可以作为函数的参数和返回值出现。但一些高级用法涉及到了后面的章节，这里先跳过。
rust 中存在一种类型叫做空类型，它的特点是没有任何可能的值，无法实例化。返回值为空类型的函数永远不会返回，文中指出一个可能会用到这个特性的地方是与网络请求有关的函数。
模块（module）类似于 cpp 的命名空间，模块中可以存放任何内容，默认私有，通过pub()关键词可以声明成员公有及公有范围，成员通过self访问本模块成员，通过super访问外部模块成员。在外部通过::访问模块内的公有成员，mod关键词可以绑定其他文件的模块，use关键词可以绑定模块成员到上下文。
rust 将编译单元称为crate，crate 是经过预处理后生成的，与源代码的结构不完全相同
cargo是 rust 官方的中心化包管理器， crates.io 是平台，和其他包管理器一样支持项目管理、依赖管理、自定义脚本，还支持单元测试。
attribute类似于 c 语言的预处理器命令，但不同的是在 rust 中这部分由编译器处理，语法为#[]和#![]，功能包括但不限于提供 crate 元信息、配置编译选项、条件编译、标记单元测试、标记基准测试。

match 用例

let number = 13;

match number {
    // Match a single value
    1 => println!("One!"),
    // Match several values
    2 | 3 | 5 | 7 | 11 => println!("This is a prime"),
    // Match an inclusive range
    // Bind to `n` for the sequence of 13 ..= 19
    n @ 13..=19 => println!("A teen of age {}", n),
    // Handle the rest of cases
    _ => println!("Ain't special"),
}

let triple = (0, -2, 3);

// A match block can destructure items in a variety of ways
match triple {
    // A match guard can be added to filter the arm
    (0, y, z) => if y == z => println!("These are twins"),
    // Destructure the second and third elements
    (0, y, z) => println!("First is `0`, `y` is {:?}, and `z` is {:?}", y, z),
    (1, ..)  => println!("First is `1` and the rest doesn't matter"),
    // `..` can be the used ignore the rest of the tuple
    _      => println!("It doesn't matter what they are"),
    // `_` means don't bind the value to a variable
}

match 用例​

match 用例