【Rust 精進之路之第2篇-初體驗】安裝、配置與 Hello Cargo：踏出 Rust 開發第一步

系列： Rust 精進之路：構建可靠、高效軟件的底層邏輯
**作者：**碼覺客
發布日期： 2025-04-20

引言：磨刀不誤砍柴工，裝備先行！

在上一篇文章中，我們一起探索了 Rust 誕生的緣由，理解了它為何能承諾給我們一個既安全又高性能的編程世界。相信你已經對 Rust 的潛力充滿了期待，迫不及待想要親手敲下第一行 Rust 代碼了吧？

別急，正所謂“磨刀不誤砍柴工”。在正式開始我們的 Rust 編程之旅前，我們需要先準備好一套稱手的“兵器”——也就是安裝 Rust 開發環境，并配置好能讓我們事半功倍的編輯器。這一步至關重要，一個順暢的開發環境能極大提升我們學習和開發的幸福感。

這篇文章，就是你的“新手裝備指南”。我們將手把手帶你完成 Rust 的安裝，推薦并配置一個強大的代碼編輯器，然后創建并運行你的第一個 Rust 程序——經典的 “Hello, world!”。更重要的是，我們還會認識 Rust 生態系統的“大管家”——Cargo，它是你未來項目中不可或缺的得力助手。

準備好了嗎？讓我們一起動手，為探索 Rust 的奇妙世界打下堅實的基礎！

一、神兵利器：安裝 Rust 工具鏈管理器 `rustup`

安裝 Rust 的方式有很多種，但官方強烈推薦使用 rustup 這個工具。把它想象成你的 Rust “武器庫管理員”，它不僅能幫你輕松安裝 Rust 編譯器 (rustc)、包管理器 (cargo)、標準庫等核心組件，還能讓你方便地管理不同的 Rust 版本（比如穩定版、測試版、開發版），以及安裝額外的工具鏈組件（比如用于交叉編譯的目標平臺支持）。

為什么一定要用 rustup？

省心省力： 一條命令搞定所有核心工具的安裝和配置。
版本管理： 輕松切換和更新 Rust 版本，保持與時俱進。
組件管理： 按需安裝額外的編譯目標或工具（如 clippy 代碼檢查器、rustfmt 格式化工具）。
跨平臺一致性： 無論你在 Windows, macOS, 還是 Linux 上，安裝和管理方式都基本一致。

安裝步驟：

打開你的終端（Terminal）或命令提示符（Command Prompt）。
訪問 Rust 官方網站的安裝頁面： https://www.rust-lang.org/tools/install
復制并執行頁面上提供的安裝命令。
- 對于 macOS 和 Linux 用戶，通常是類似這樣的命令 (請以官網為準)：
```
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
```
- 對于 Windows 用戶，官網會提供一個 .exe 下載鏈接，下載后運行即可。安裝過程中，通常會推薦你安裝 Visual Studio C++ build tools，這是編譯 Rust 代碼所必需的，請按照提示進行安裝。
按照安裝程序的提示進行操作。 通常直接選擇默認選項（選項 1）即可。安裝程序會自動配置好你的系統環境變量（PATH）。
安裝完成后，根據提示重新打開一個新的終端窗口，或者運行提示中的命令來使環境變量生效。
驗證安裝： 在新的終端窗口中輸入以下命令：
```
rustc --version
cargo --version
```
如果能看到類似 rustc x.y.z (hash date) 和 cargo x.y.z (hash date) 的輸出（版本號可能不同），如下圖所示，那么恭喜你，Rust 環境已經成功安裝！

小提示：

rustup 會默認安裝 stable（穩定）版本的 Rust。對于學習和大多數開發來說，穩定版是最佳選擇。
以后想更新 Rust 到最新穩定版，只需在終端運行 rustup update 即可。

二、利刃出鞘：配置你的代碼編輯器 (VS Code + rust-analyzer)

有了 Rust 工具鏈，我們還需要一個強大的代碼編輯器來提升編碼體驗。雖然理論上你可以用任何文本編輯器寫 Rust 代碼，但一個配置了良好 Rust 支持的現代編輯器能提供語法高亮、代碼補全、實時錯誤檢查、代碼跳轉、重構等諸多便利功能，極大提高你的開發效率和代碼質量。

目前，Visual Studio Code (VS Code) 配合 rust-analyzer 擴展是 Rust 社區最流行、也是官方推薦的組合。

為什么推薦這個組合？

VS Code: 免費、開源、跨平臺，擁有龐大的擴展生態系統。
rust-analyzer: 由 Rust 官方團隊維護，提供極其快速和準確的代碼分析、補全、錯誤提示、類型推斷顯示、代碼跳轉、重構支持等。它能讓你在寫代碼的時候就感受到 Rust 編譯器的“實時反饋”。

配置步驟：

安裝 VS Code: 如果你還沒有安裝，請前往 VS Code 官網 (https://code.visualstudio.com/) 下載并安裝適合你操作系統的版本。
安裝 rust-analyzer 擴展:
- 打開 VS Code。
- 點擊側邊欄的“擴展”圖標（像四個方塊的那個）。
- 在搜索框中輸入 rust-analyzer。
- 找到官方發布的 rust-analyzer 擴展 (通常是第一個，發布者顯示為 rust-lang)。
- 點擊“安裝”按鈕。

安裝完成后，rust-analyzer 會在后臺自動工作。當你打開 Rust 項目（.rs 文件）時，它就會開始分析代碼，并提供各種智能提示。你馬上就能體驗到它的強大之處！

注意： 如果你之前安裝過其他的 Rust 擴展（比如舊的 RustyCode），建議禁用或卸載它們，以避免沖突。

三、開工大吉：你的第一個 Rust 項目 “Hello, world!” 與 Cargo 初識

裝備齊全，是時候建造我們的第一個“作品”了！在 Rust 的世界里，我們不推薦直接創建一個孤零零的 .rs 文件然后用 rustc 手動編譯。標準的做法是使用 Rust 的構建系統和包管理器——Cargo 來創建和管理項目。

Cargo 是什么？ 把它想象成你項目的“總工程師”兼“后勤部長”。它負責：

創建項目骨架： 一條命令生成標準的項目目錄結構。
構建代碼： 調用 rustc 編譯器將你的源代碼編譯成可執行文件或庫。
管理依賴： 幫你下載并鏈接項目所需的第三方庫（稱為 “crates”）。
運行項目： 方便地編譯并執行你的程序。
運行測試： 集成測試框架，方便你編寫和運行測試用例。
發布庫： 將你寫的庫發布到 Rust 的中央倉庫 crates.io，供他人使用。
還有更多…

總之，Cargo 是 Rust 開發體驗的核心部分，它極大地簡化了項目的構建、管理和協作。

創建你的第一個項目：

打開終端。
cd 到你希望存放代碼的目錄下。
運行以下命令來創建一個名為 hello_rust 的新項目：
```
cargo new hello_rust
```
Cargo 會自動為你生成一個目錄結構：
```
hello_rust/
├── Cargo.toml  # 項目的配置文件（清單文件）
└── src/        # 源代碼目錄└── main.rs # 主程序入口文件
```
- Cargo.toml: 這是 Cargo 的清單 (Manifest) 文件，采用 TOML 格式。它包含了項目的元數據（如項目名稱、版本、作者）和依賴列表。現在你可以打開看看，內容很簡單，后面我們會詳細了解它。把它想象成項目的“身份證”和“配方單”。
- src/main.rs: 這是項目的源代碼根文件。對于一個可執行程序（像我們這個），main.rs 是程序的入口點。
進入項目目錄：
```
cd hello_rust
```
用 VS Code 打開這個項目：
在終端里輸入 code . (注意有個點，表示當前目錄) 并回車，VS Code 就會打開 hello_rust 這個文件夾。
查看 src/main.rs 文件：
打開 src/main.rs，你會看到 Cargo 已經為我們生成了經典的代碼：
```
// main 函數是每個可執行 Rust 程序的入口點
fn main() {// println! 是一個宏 (macro)，用于將文本打印到控制臺// 注意有個感嘆號 "!"，這表明它是一個宏調用，而不是普通的函數調用// 我們后面會詳細學習宏println!("Hello, world!");
}
```
是不是很簡單？fn main() 定義了一個名為 main 的函數，它是程序的起點。println!("Hello, world!"); 這行代碼調用了 println! 宏，把字符串 “Hello, world!” 輸出到屏幕上。

運行你的第一個程序：

現在，激動人心的時刻到了！我們有三種常用的方式來編譯和運行這個程序，都在終端的 hello_rust 目錄下執行：

cargo build：只編譯，不運行
```
cargo build
```
Cargo 會調用 rustc 編譯器，將 src/main.rs 編譯成可執行文件。
- 編譯成功后，你會在項目根目錄下發現一個 target 目錄。編譯產物默認放在 target/debug/ 目錄下（因為是調試構建）。你可以找到一個名為 hello_rust (或 hello_rust.exe 在 Windows 上) 的可執行文件。
- 你可以直接運行這個文件：在 Linux/macOS 上是 ./target/debug/hello_rust，在 Windows 上是 .\target\debug\hello_rust.exe。你會看到輸出 “Hello, world!”。
- cargo build 適合只需要編譯檢查或者想手動運行產物的場景。
cargo run：編譯并立即運行
```
cargo run
```
這是開發中最常用的命令。它會先執行 cargo build 的過程（如果代碼有改動或尚未編譯），然后立即運行生成的可執行文件。你會直接在終端看到 “Hello, world!” 的輸出。一步到位，非常方便。
cargo check：快速檢查代碼，不生成可執行文件
```
cargo check
```
這個命令非常有用！它會快速檢查你的代碼，確保它能夠通過編譯器的語法和類型檢查，但它不會花費時間去實際生成可執行文件。
- 優點： 速度比 cargo build 或 cargo run 快得多！
- 用途： 在你編碼過程中，可以頻繁運行 cargo check 來快速驗證代碼的正確性，獲得即時反饋，就像代碼的“拼寫檢查”一樣。

恭喜你！你已經成功安裝了 Rust 環境，配置了編輯器，并使用 Cargo 創建、編譯、運行了你的第一個 Rust 程序！

四、初窺門徑：Cargo 的冰山一角

我們今天只是簡單接觸了 cargo new, build, run, check 這幾個基本命令，但這僅僅是 Cargo 強大功能的冰山一角。在后續的學習中，我們會逐漸解鎖 Cargo 的更多技能，比如：

添加和管理第三方庫依賴（dependencies）
運行單元測試和集成測試（cargo test）
生成文檔（cargo doc）
構建發布版本（cargo build --release）
將你的庫發布到 crates.io（cargo publish）

可以說，掌握 Cargo 是成為一名合格 Rust 開發者的必經之路。

五、常見問題解答 (FAQ)

Q1: 我可以不用 rustup，直接去官網下載安裝包嗎？
- A: 技術上可以，但強烈不推薦。rustup 提供了無縫的版本管理和組件管理能力，這對于長期開發和跟進 Rust 的快速迭代至關重要。使用 rustup 是社區的最佳實踐。
Q2: 我不喜歡 VS Code，可以用其他編輯器嗎？
- A: 當然可以！很多流行的編輯器都有不錯的 Rust 支持，例如：IntelliJ IDEA (配合 Rust 插件), Sublime Text, Vim/Neovim (配合相應插件), Emacs 等。關鍵是確保你使用的插件提供了良好的 rust-analyzer 集成或類似的代碼分析能力。
Q3: cargo build 和 cargo run 有什么本質區別？
- A: cargo build 只負責編譯源代碼生成目標文件（比如可執行文件），然后就結束了。cargo run 則是在 build 的基礎上，額外幫你把生成的可執行文件運行起來。你可以認為 cargo run = cargo build + run a.out (簡化理解)。
Q4: 為什么 println! 后面有個感嘆號 !？
- A: 這是 Rust 中 宏 (Macro) 調用的標志。宏有點像“代碼的代碼”，它能在編譯時生成或轉換代碼。println! 是一個非常常用的宏，用于輸出信息到控制臺。我們后面會有專門的章節深入學習宏，現在你只需要知道帶 ! 的通常是宏調用，用法和函數類似即可。