这次只学一点 Rust 语法大概不会怀孕了吧(1)

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大家好，这次我来说一说这门名叫Rust的语言的语法。推荐有一点点Rust基础的读者来读，其实零基础也可以读，但是可能会觉得有点枯燥。如果有一点点Rust基础，可能更容易理解一点。

这不能当作是一本21天学会Rust的教材，因为这里除了语法概念，真的什么都不讲。

一、编译单元：盒(crate)

大家都知道，Rust工具链里，最常用的两个工具就是包管理器Cargo，和编译器Rustc。Rust是一门编译型语言，在Rust的世界里，独立完成编译的最小单元叫做crate，没有大家公认的译法，这里暂时称为盒好了。

盒(crate)刚刚好是cargo管理的最小结构，也是rustc管理的最大的结构。比盒(crate)大的结构依次是包(package)、空间(workspace)，这些是cargo的地盘，咱们在这里暂且不细说。Rustc每次执行从一个crate(盒)的最外层的一个源文件生成它的目标文件。比如经典的Hello world 程序

// main.rs
fn main() { println!("Hello world!");}

执行

 rustc main.rs -o hello.exe

就从这个crate的最外层源文件main.rs编译生成了一个hello.exe的可执行文件。简单吧？

二、盒内的世界

盒(crate)是树状结构。由至少一个通常扩展名为rs的源文件组成。如果有必要的话，它可以引用其他文件来表达树的一部分，这个我们等下会讲到。树上的节点称为条目(item)。

刚才说到crate有一个最外层的源文件，这个源文件本身就隐含对应了这棵树的根节点，它是一个模块节点，是匿名的模块。模块是条目的容器，天生就是用来组织内部条目的（类比其他语言的命名空间），然后其他有几种条目也具有声明内部条目的能力，我们等下就会说到。这些条目形成了crate的树状结构，编译器读懂你提供的这棵树，然后把它生成crate类型所指定的格式的目标文件。最常用的是rlib和bin两种，分别是可重用的Rust风味静态库文件和可执行程序。

条目(item)目前（2020年2月）有十四种。听起来很多但是我来帮你把它们稍微归类一下就会发现其实很简单。

第一类条目就是刚才说到的模块条目，它是它是用来组织其他条目的，类似文件夹层级。一种写法是内容直接写在花括号内。另一种写法是由它根据一套规则指向磁盘上的另一个文件，作为它的内容。

第二类条目用来定义一些用户定义类型：主要有结构体定义、枚举体定义、联合体定义这几种。结构体、枚举体、联合体是Rust里的三种用户定义类型。要注意，由于Rust里对泛型的广泛使用（三句不离泛型），结构体定义、枚举体定义、联合体定义这些定义出来的类型在非泛型的情况下是一个具体类型，比如String，在泛型的情况下则是一族具体类型，类似Vec<T>这样，其中T是泛型参数，代入不同的泛型参数的“取值”就会得到不同的具体类型。不管是哪种，整个定义都是一个条目，是一个整体。

第三类条目也有定义类型的效果，但是定义出来的就不算是用户定义类型了。首先是类型别名定义条目，它定义一个类型别名（也支持泛型）指向其他具体类型。另外就是函数定义条目（依然支持泛型），它会自动产生一个独特的函数条目内置类型，在表达式中写这个函数的名称就可以拿到这个类型的值。

第四类条目会声明作用域为全局的值，与函数定义条目有些类似之处。首先是常数定义条目，指定名称、类型和一个常数表达式后，你就可以在表达式中用这个名称引用这个值了。然后是静态定义条目，它与常数定义条目的区别是它的值具有一个全局的存储位置，从而能够表达状态变化，可以类比其他语言中的全局变量。

第五类条目与特质(trait)系统相关。特质条目用来定义一个特质，特质不是类型，是一种可以与类型建立联系的抽象接口，抽象接口含有关联条目，目前共三种，关联常数条目就类似常数定义条目，关联类型别名条目就类似类型别名定义条目，关联方法条目有点像函数定义条目，但稍微有点区别。

第六类条目称为实现条目。实现分为固有实现和特质实现两种。实现条目写起来的格式很特别，有点像某些查询语言，基本上是“对于满足某某条件的某某类型(和某某特质)，提供如下的关联条目定义”的结构。这个比较复杂，后面我们会详细讲。

第七类条目用来实现导入功能。导入有三种，一种是导入其他的盒(crate)到全局空间中，称为外部盒(extern crate)条目。一种是建立一个“链接”，称为引用声明条目，类似磁盘上的符号链接或者快捷文件，形成“它虽然其实定义不是在这的，但是仿佛就在这里”的效果。这个效果在rust里很重要，后面还会反复说到。另一种是外部定义块条目，它用来包含其他语言（目前是C语言）在外部提供的定义，目前有两种，外部静态条目就类似静态条目，外部函数条目就类似函数定义条目。

当前这个赛季里的基本条目就这么多，但是实际上在Rust代码中有一种特例“万能牌”，那就是宏。宏的使用根据它所处的环境在语法里可以扮演各种角色。宏当然可以充当条目使用，也就是宏条目，宏条目会在编译时被编译器执行展开操作。宏调用的宏条目展开的结果也必须得到若干个条目，而宏定义的宏条目展开后会“消失”。

好啦，这一次暂且说到这里。祝大家新年愉快~