R Rust Tutorial

学习路线

从环境、Cargo 和基础语法开始，逐步进入所有权、建模、标准库和项目实践。

环境与学习方式

  1. Rust 是什么

    理解 Rust 适合解决的问题，以及本教程的学习方式。

    beginner 15 分钟
  2. 第一个程序：Hello World

    运行最小 Rust 程序，认识 main 函数和 println! 宏。

    beginner 20 分钟
  3. Cargo 基础

    理解 Cargo 项目的目录、Cargo.toml 和常用命令。

    beginner 25 分钟

基础语法

  1. 变量、可变性与 shadowing

    理解 let、mut、const 和 shadowing 的差异。

    beginner 25 分钟
  2. 标量类型与复合类型

    认识整数、浮点、bool、char、tuple 和 array。

    beginner 30 分钟
  3. 函数、参数与返回值

    写出带参数、返回值和表达式函数体的 Rust 函数。

    beginner 25 分钟
  4. 控制流

    使用 if、loop、while 和 for 表达程序分支与重复。

    beginner 30 分钟

所有权、借用和生命周期

  1. 所有权与移动

    理解 Rust 的所有权规则、移动语义和 clone 的代价。

    beginner 30 分钟
  2. 借用与引用

    用 & 和 &mut 借用数据，掌握借用检查器的规则。

    beginner 30 分钟
  3. 切片

    用切片借用数组、Vec 和字符串的一段连续数据。

    beginner 25 分钟
  4. 生命周期入门

    用生命周期标注表达引用之间的存活关系。

    intermediate 30 分钟

复合类型与模式匹配

  1. 结构体与方法

    用 struct 给数据建模，用 impl 定义方法和关联函数。

    beginner 30 分钟
  2. 枚举与 Option

    用带数据的枚举建模多态状态，用 Option 表达可能为空。

    beginner 30 分钟
  3. 模式匹配

    用 match、if let、守卫和解构写出清晰的分支逻辑。

    intermediate 30 分钟

标准库与错误处理

  1. 常用集合

    掌握 Vec、HashMap 和 String 的常见用法。

    beginner 30 分钟
  2. Result 与错误处理

    用 Result 和 ? 运算符传播可恢复错误。

    intermediate 30 分钟
  3. 自定义错误类型

    用枚举定义错误，实现 Display 和 Error trait。

    intermediate 30 分钟

泛型、trait 与闭包

  1. 泛型

    用泛型参数写出适用于多种类型的函数和结构体。

    intermediate 30 分钟
  2. trait 与共享行为

    用 trait 定义共享接口和默认方法。

    intermediate 30 分钟
  3. trait 对象与 dyn

    用 Box<dyn Trait> 在运行时存放不同类型。

    intermediate 25 分钟
  4. 像 class 一样思考:Rust 的面向对象

    Rust 没有 class，却能用 struct + impl + trait 表达封装、构造、接口、多态与继承。

    intermediate 30 分钟
  5. 闭包

    理解闭包如何捕获环境，以及 Fn、FnMut、FnOnce 的区别。

    intermediate 30 分钟

迭代器与函数式

  1. 迭代器与适配器

    用 map、filter、collect、fold 写出声明式的数据处理。

    intermediate 30 分钟
  2. 自定义迭代器

    为自己的类型实现 Iterator trait,复用全部适配器。

    intermediate 25 分钟

智能指针与内部可变性

  1. Box 与递归类型

    用 Box<T> 把数据放到堆上,定义递归数据结构。

    intermediate 25 分钟
  2. Rc 共享所有权

    用 Rc<T> 让多个所有者共享同一份只读数据。

    intermediate 25 分钟
  3. RefCell 与内部可变性

    用 RefCell<T> 在只持有共享引用时修改数据。

    intermediate 30 分钟

并发与多线程

  1. 线程

    用 thread::spawn 创建线程,用 join 收集结果。

    intermediate 30 分钟
  2. channel 消息传递

    用 mpsc channel 在线程间安全传递数据。

    intermediate 25 分钟
  3. 共享状态:Arc 与 Mutex

    用 Arc<Mutex<T>> 在多线程间安全共享可变数据。

    intermediate 30 分钟

模块系统、crate 与 workspace

  1. 模块系统

    用 mod、pub 和 use 组织代码,控制可见性。

    intermediate 30 分钟
  2. 库 crate 与 workspace

    区分 lib 与 bin,用 workspace 管理多个 crate。

    intermediate 25 分钟

测试、文档与工程质量

  1. 测试

    用单元测试和集成测试保证代码正确。

    intermediate 30 分钟
  2. 文档与文档测试

    用 /// 写文档,让示例代码同时成为测试。

    intermediate 25 分钟

异步编程

  1. async/await 基础

    用 async/await 和 tokio 运行时编写异步代码。

    advanced 35 分钟
  2. 并发任务

    用 join! 和 spawn 让多个异步任务并发执行。

    advanced 30 分钟

常用生态库

  1. serde:序列化与反序列化

    用 serde 和 serde_json 在结构体与 JSON 之间转换。

    intermediate 30 分钟
  2. anyhow 与 thiserror

    用 thiserror 定义库错误,用 anyhow 聚合应用错误。

    intermediate 30 分钟
  3. clap:命令行参数解析

    用 clap 的派生宏构建带校验的命令行接口。

    intermediate 30 分钟
  4. 引用第三方包：用 rand 生成随机数

    学会在 Cargo.toml 添加依赖，并用 rand 生成随机数、骰子与随机密码。

    intermediate 20 分钟
  5. 用 uuid 生成唯一标识

    用 uuid 生成 v4 随机 UUID、解析与格式化，给实体分配唯一 ID。

    intermediate 15 分钟
  6. 用 chrono 处理日期与时间

    用 chrono 解析、格式化日期时间，并做日期加减与差值计算。

    intermediate 20 分钟
  7. 用 sha2 计算哈希

    用 sha2 计算 SHA-256/512 摘要，并用 hex 编码与校验数据完整性。

    intermediate 15 分钟
  8. 用 regex 处理文本

    用 regex 做匹配、查找、捕获组与替换，从文本里提取结构化信息。

    intermediate 20 分钟
  9. 用 rayon 做数据并行

    把迭代器链换成 rayon 的并行迭代器，几乎零改动地利用多核加速。

    intermediate 20 分钟
  10. 用 itertools 增强迭代器

    用 itertools 的 unique / counts / chunk_by / sorted / join 等扩展标准迭代器。

    intermediate 20 分钟

Web 与数据库

  1. Web 服务:axum

    用 axum 构建路由和 JSON 接口,并用 oneshot 测试。

    advanced 35 分钟
  2. 数据库:SQLite

    用 rusqlite 操作内置 SQLite,完成增查改。

    advanced 30 分钟

宏、unsafe 与 FFI

  1. 声明宏 macro_rules!

    用 macro_rules! 在编译期生成重复代码。

    advanced 30 分钟
  2. unsafe 基础

    理解 unsafe 的能力边界,以及如何封装成安全接口。

    advanced 30 分钟
  3. FFI:与 C 互操作

    用 extern "C" 调用 C 函数,并把 Rust 函数导出给 C。

    advanced 30 分钟

真实项目

  1. 真实项目:命令行待办应用

    综合结构体、错误处理、serde 与 clap,做一个可持久化的待办 CLI。

    advanced 45 分钟