Rust程序设计 (第2版)

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——具有无与伦比的安全性，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。 编辑推荐 1.【内容全面】Rust一本就通，涉及Rust所有关键特性 2.【代码开源】基于Rust 2021大版本，开源示例代码 3.【实战性强】讲解深入浅出，含大量案例，实践性强 4.【作译者资深】Mozilla创始团员编写，雪狼翻译 5.【专家推荐】陈天、唐刚、王旭、张汉东、张炎泼 6.【超强品控】30位一线Rust开发者与爱好者精心审读

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　完全限定的方法调用 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<T> 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<T> 343 16.4　BinaryHeap<T> 344 16.5　HashMap<K, V>与BTreeMap<K, V> 346 16.5.1　条目 349 16.5.2　对Map进行迭代 351 16.6　HashSet<T>与BTreeSet<T> 351 16.6.1　对Set进行迭代 352 16.6.2　当相等的值不完全相同时 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 18.1.3　读取行 399 18.1.4　收集行 401 18.1.5　写入器 402 18.1.6　文件 403 18.1.7　寻址 404 18.1.8　其他读取器与写入器类型 404 18.1.9　二进制数据、压缩和序列化 406 18.2　文件与目录 407 18.2.1　OsStr与Path 408 18.2.2　Path与PathBuf的方法 409 18.2.3　访问文件系统的函数 411 18.2.4　读取目录 412 18.2.5　特定于平台的特性 413 18.3　网络 414 第 19章　并发 417 19.1　分叉与合并并行 418 19.1.1　启动与联结 420 19.1.2　跨线程错误处理 422 19.1.3　跨线程共享不可变数据 422 19.1.4　rayon 424 19.1.5　重温曼德博集 426 19.2　通道 427 19.2.1　发送值 429 19.2.2　接收值 431 19.2.3　运行管道 432 19.2.4　通道的特性与性能 434 19.2.5　线程安全：Send与Sync 435 19.2.6　绝大多数迭代器能通过管道传给通道 437 19.2.7　除管道之外的用法 438 19.3　共享可变状态 439 19.3.1　什么是互斥锁 439 19.3.2　Mutex<T> 440 19.3.3　mut与互斥锁 442 19.3.4　为什么互斥锁不是“银弹” 443 19.3.5　死锁 443 19.3.6　“中毒”的互斥锁 444 19.3.7　使用互斥锁的多消费者通道 444 19.3.8　读/写锁（RwLock<T>） 445 19.3.9　条件变量（Condvar） 446 19.3.10　原子化类型 447 19.3.11　全局变量 448 19.4　在Rust中编写并发代码的一点儿经验 451 第 20章　异步编程 452 20.1　从同步到异步 453 20.1.1　Future 455 20.1.2　异步函数与await表达式 456 20.1.3　从同步代码调用异步函数：block_on 458 20.1.4　启动异步任务 460 20.1.5　异步块 464 20.1.6　从异步块构建异步函数 466 20.1.7　在线程池中启动异步任务 467 20.1.8　你的Future实现Send了吗 467 20.1.9　长时间运行的计算：yield_now与spawn_blocking 470 20.1.10　对几种异步设计进行比较 471 20.1.11　一个真正的异步HTTP客户端 471 20.2　异步客户端与服务器 472 20.2.1　Error类型与Result类型 474 20.2.2　协议 474 20.2.3　获取用户输入：异步流 475 20.2.4　发送数据包 477 20.2.5　接收数据包：更多异步流 478 20.2.6　客户端的main函数 480 20.2.7　服务器的main函数 481 20.2.8　处理聊天连接：异步互斥锁 482 20.2.9　群组表：同步互斥锁 484 20.2.10　聊天组：tokio的广播通道 485 20.3　原始Future与执行器：Future什么时候值得再次轮询 488 20.3.1　调用唤醒器：spawn_blocking 489 20.3.2　实现block_on 491 20.4　固定（Pin） 493 20.4.1　Future生命周期的两个阶段 493 20.4.2　固定指针 496 20.4.3　Unpin特型 497 20.5　什么时候要用异步代码 498 第 21章　宏 500 21.1　宏基础 501 21.1.1　宏展开的基础 502 21.1.2　意外后果 503 21.1.3　重复 505 21.2　内置宏 507 21.3　调试宏 508 21.4　构建json!宏 509 21.4.1　片段类型 510 21.4.2　宏中的递归 513 21.4.3　将特型与宏一起使用 514 21.4.4　作用域界定与卫生宏 516 21.4.5　导入宏和导出宏 518 21.5　在匹配过程中避免语法错误 519 21.6　超越macro_rules! 520 第 22章　不安全代码 522 22.1　不安全因素来自哪里 523 22.2　不安全块 524 22.3　示例：高效的ASCII字符串类型 525 22.4　不安全函数 527 22.5　不安全块还是不安全函数 528 22.6　未定义行为 529 22.7　不安全特型 531 22.8　裸指针 532 22.8.1　安全地解引用裸指针 534 22.8.2　示例：RefWithFlag 535 22.8.3　可空指针 537 22.8.4　类型大小与对齐方式 537 22.8.5　指针运算 538 22.8.6　移动入和移动出内存 539 22.8.7　示例：GapBuffer 542 22.8.8　不安全代码中的panic安全性 548 22.9　用联合体重新解释内存 549 22.10　匹配联合体 551 22.11　借用联合体 551 第 23章　外部函数 552 23.1　寻找共同的数据表示 552 23.2　声明外部函数与变量 556 23.3　使用库中的函数 557 23.4　libgit2的裸接口 560 23.5　libgit2的安全接口 566 23.6　结论 575 作者介绍 576 封面介绍 576

吉姆·布兰迪（Jim Blandy），Mozilla Firefox工程师，Subversion版本控制系统最初设计者之一。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。 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。 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等先进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。

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