Hello, Cargo!

ch01-03-hello-cargo.md
commit f63a103270ec8416899675a9cdb1c5cf6d77a498

Cargo 是 Rust 的構建系統和包管理器。大多數 Rustacean 們使用 Cargo 來管理他們的 Rust 項目，因為它可以為你處理很多任務，比如構建代碼、下載依賴庫並編譯這些庫。（我們把代碼所需要的庫叫做依賴（dependencies））。

最簡單的 Rust 程序，比如我們剛剛編寫的，沒有任何依賴。所以如果使用 Cargo 來構建 “Hello, world!” 項目，將只會用到 Cargo 構建代碼的那部分功能。在編寫更複雜的 Rust 程序時，你將添加依賴項，如果使用 Cargo 啟動項目，則添加依賴項將更容易。

由於絕大多數 Rust 項目使用 Cargo，本書接下來的部分假設你也使用 Cargo。如果使用 “安裝” 部分介紹的官方安裝包的話，則自帶了 Cargo。如果透過其他方式安裝的話，可以在終端輸入如下命令檢查是否安裝了 Cargo：

$ cargo --version

如果你看到了版本號，說明已安裝！如果看到類似 command not found 的錯誤，你應該查看相應安裝文件以確定如何單獨安裝 Cargo。

使用 Cargo 創建項目

我們使用 Cargo 創建一個新項目，然後看看與上面的 Hello, world! 項目有什麼不同。回到 projects 目錄（或者你存放代碼的目錄）。接著，可在任何操作系統下運行以下命令：

$ cargo new hello_cargo
$ cd hello_cargo

第一行命令新建了名為 hello_cargo 的目錄。我們將項目命名為 hello_cargo，同時 Cargo 在一個同名目錄中創建項目文件。

進入 hello_cargo 目錄並列出文件。將會看到 Cargo 生成了兩個文件和一個目錄：一個 Cargo.toml 文件，一個 src 目錄，以及位於 src 目錄中的 main.rs 文件。它也在 hello_cargo 目錄初始化了一個 git 倉庫，以及一個 .gitignore 文件。

注意：Git 是一個常用的版本控制系統（version control system， VCS）。可以通過 --vcs 參數使 cargo new 切換到其它版本控制系統（VCS），或者不使用 VCS。運行 cargo new --help 參看可用的選項。

請自行選用文本編輯器打開 Cargo.toml 文件。它應該看起來如範例 1-2 所示：

檔案名: Cargo.toml

[package]
name = "hello_cargo"
version = "0.1.0"
authors = ["Your Name <[email protected]>"]
edition = "2018"

[dependencies]

範例 1-2: cargo new 命令生成的 Cargo.toml 的內容

這個文件使用 TOML (Tom's Obvious, Minimal Language) 格式，這是 Cargo 配置文件的格式。

第一行，[package]，是一個片段（section）標題，表明下面的語句用來配置一個包。隨著我們在這個文件增加更多的訊息，還將增加其他片段（section）。

接下來的四行設置了 Cargo 編譯程序所需的配置：項目的名稱、版本、作者以及要使用的 Rust 版本。Cargo 從環境中獲取你的名字和 email 訊息，所以如果這些訊息不正確，請修改並保存此文件。附錄 E 會介紹 edition 的值。

最後一行，[dependencies]，是羅列項目依賴的片段的開始。在 Rust 中，代碼包被稱為 crates。這個項目並不需要其他的 crate，不過在第二章的第一個項目會用到依賴，那時會用得上這個片段。

現在打開 src/main.rs 看看：

檔案名: src/main.rs

fn main() {
    println!("Hello, world!");
}

Cargo 為你生成了一個 “Hello, world!” 程序，正如我們之前編寫的範例 1-1！目前為止，之前項目與 Cargo 生成項目的區別是 Cargo 將代碼放在 src 目錄，同時項目根目錄包含一個 Cargo.toml 配置文件。

Cargo 期望源文件存放在 src 目錄中。項目根目錄只存放 README、license 訊息、配置文件和其他跟代碼無關的文件。使用 Cargo 幫助你保持項目乾淨整潔，一切井井有條。

如果沒有使用 Cargo 開始項目，比如我們創建的 Hello,world! 項目，可以將其轉化為一個 Cargo 項目。將代碼放入 src 目錄，並創建一個合適的 Cargo.toml 文件。

構建並運行 Cargo 項目

現在讓我們看看通過 Cargo 構建和運行 “Hello, world!” 程序有什麼不同！在 hello_cargo 目錄下，輸入下面的命令來構建項目：

$ cargo build
   Compiling hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 2.85 secs

這個命令會創建一個可執行文件 target/debug/hello_cargo （在 Windows 上是 target\debug\hello_cargo.exe），而不是放在目前目錄下。可以通過這個命令運行可執行文件：

$ ./target/debug/hello_cargo # 或者在 Windows 下為 .\target\debug\hello_cargo.exe
Hello, world!

如果一切順利，終端上應該會列印出 Hello, world!。首次運行 cargo build 時，也會使 Cargo 在項目根目錄創建一個新文件：Cargo.lock。這個文件記錄項目依賴的實際版本。這個項目並沒有依賴，所以其內容比較少。你自己永遠也不需要碰這個文件，讓 Cargo 處理它就行了。

我們剛剛使用 cargo build 構建了項目，並使用 ./target/debug/hello_cargo 運行了程序，也可以使用 cargo run 在一個命令中同時編譯並運行生成的可執行文件：

$ cargo run
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.0 secs
     Running `target/debug/hello_cargo`
Hello, world!

注意這一次並沒有出現表明 Cargo 正在編譯 hello_cargo 的輸出。Cargo 發現文件並沒有被改變，就直接運行了二進位制文件。如果修改了源文件的話，Cargo 會在運行之前重新構建項目，並會出現像這樣的輸出：

$ cargo run
   Compiling hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.33 secs
     Running `target/debug/hello_cargo`
Hello, world!

Cargo 還提供了一個叫 cargo check 的命令。該命令快速檢查代碼確保其可以編譯，但並不產生可執行文件：

$ cargo check
   Checking hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.32 secs

為什麼你會不需要可執行文件呢？通常 cargo check 要比 cargo build 快得多，因為它省略了生成可執行文件的步驟。如果你在編寫程式碼時持續的進行檢查，cargo check 會加速開發！為此很多 Rustaceans 編寫程式碼時定期運行 cargo check 確保它們可以編譯。當準備好使用可執行文件時才運行 cargo build。

我們回顧下已學習的 Cargo 內容：

可以使用 cargo build 或 cargo check 構建項目。
可以使用 cargo run 一步構建並運行項目。
有別於將構建結果放在與原始碼相同的目錄，Cargo 會將其放到 target/debug 目錄。

使用 Cargo 的一個額外的優點是，不管你使用什麼操作系統，其命令都是一樣的。所以從現在開始本書將不再為 Linux 和 macOS 以及 Windows 提供相應的命令。

當項目最終準備好發布時，可以使用 cargo build --release 來最佳化編譯項目。這會在 target/release 而不是 target/debug 下生成可執行文件。這些最佳化可以讓 Rust 代碼運行的更快，不過啟用這些最佳化也需要消耗更長的編譯時間。這也就是為什麼會有兩種不同的配置：一種是為了開發，你需要經常快速重新構建；另一種是為用戶構建最終程序，它們不會經常重新構建，並且希望程序運行得越快越好。如果你在測試代碼的運行時間，請確保運行 cargo build --release 並使用 target/release 下的可執行文件進行測試。

把 Cargo 當作習慣

對於簡單項目， Cargo 並不比 rustc 提供了更多的優勢，不過隨著開發的深入，終將證明其價值。對於擁有多個 crate 的複雜項目，交給 Cargo 來協調構建將簡單的多。

即便 hello_cargo 項目十分簡單，它現在也使用了很多在你之後的 Rust 生涯將會用到的實用工具。其實，要在任何已存在的項目上工作時，可以使用如下命令通過 Git 檢出代碼，移動到該項目目錄並構建：

$ git clone someurl.com/someproject
$ cd someproject
$ cargo build

關於更多 Cargo 的訊息，請查閱其文件。

總結

你已經準備好開啟 Rust 之旅了！在本章中，你學習了如何：

使用 rustup 安裝最新穩定版的 Rust
更新到新版的 Rust
打開本地安裝的文件
直接通過 rustc 編寫並運行 Hello, world! 程序
使用 Cargo 創建並運行新項目

是時候透過構建更實質性的程序來熟悉讀寫 Rust 代碼了。所以在第二章我們會構建一個猜猜看遊戲程序。如果你更願意從學習 Rust 常用的程式概念開始，請閱讀第三章，接著再回到第二章。

Rust 程式設計語言 繁體中文版

Hello, Cargo!

使用 Cargo 創建項目

構建並運行 Cargo 項目

發布（release）構建

把 Cargo 當作習慣

總結

Rust 程式設計語言繁體中文版