Rust 入门教程（三）

Rust 的代码组织

代码组织主要包括：

哪些细节可以暴露，哪些细节是私有的一作用域内哪些名称有效
模块系统:
- Package（包）：Cargo 的特性，让你构建、测试、共享 crate
- Crate（单元包）：一个模块树，它可产生一个 library 或可执行文件
- Module（模块）、use：让你控制代码的组织、作用域、私有路径
- Path（路径）：为 struct、function 或 module 等项命名的方式

1. Package 和 Crate

Crate的类型:

binary
library

Crate Root:

是源代码文件
Rust编译器从这里开始，组成你的 Crate 的根Module

一个 Package:

包含 1 个 Cargo.toml，它描述了如何构建这些 Crates
只能包含 0-1 个 library crate
可以包含任意数量的 binary crate
但必须至少包含一个 crate (library 或 binary)

Cargo 的惯例

src/main.rs:

binary crate 的 crate root
crate 名与 package 名相同

src/lib.rs:

package 包含一个 library crate
library crate 的 crate root
crate 名与 package 名相同

Cargo 把 crate root 文件交给 rustc 来构建 library 或 binary

如果 package 下有一个lib.rs，就说明 package 下面有一个 library crate，这个 lib.rs 就是这个 library crate 的入口文件，crate 名字也是叫 my-project.

一个 Package 可以同时包含 src/main.r s和 src/lib.rs

一个 binary crate，一个 library crate
名称与 package 名相同

一个 Package 可以有多个 binary crate:

文件放在 src/bin
每个文件是单独的 binary crate

Crate 的作用

将相关功能组合到一个作用域内，便于在项目间进行共享，防止冲突。例如 rand crate，访问它的功能需要通过它的名字:rand

定义 module 来控制作用域和私有性

Module:

在一个crate内，将代码进行分组
增加可读性，易于复用
控制项目（item）的私有性。public、private

建立 module:

mod 关键字
可嵌套

可包含其它项（struct、enum、常量、trait、函数等）的定义

mod front_of_house {
mod hosting {
    fn add_to_waitlist() {}
    fn seat_at_table() {}
}
    
mod serving {
    fn take_order() {}
    fn serve_order() {}
    fn take_payment() {}
}
}

src/main.rs 和 src/lib.rs 叫做 crate roots:

这两个文件（任意一个）的内容形成了名为 crate 的模块，位于整个模块树的根部
整个模块树在隐式的crate模块下

2. 路径(Path)

为了在 Rust 的模块中找到某个条目，需要使用路径。路径的两种形式:

绝对路径:从 crate root开始，使用 crate 名或字面值 crate
相对路径:从当前模块开始，使用 self，super 或当前模块的标识符路径至少由一个标识符组成，标识符之间使用::

私有边界（privacy boundary）

模块不仅可以组织代码，还可以定义私有边界
如果想把函数或结构体设为私有，可以将它放到某个模块中
Rust中所有的条目（函数，方法，struct，enum，模块，常量）默认是私有的
父级模块无法访问子模块中的私有条目
子模块里可以使用所有祖先模块中的条目

Pub 关键字

使用 pub 关键字将某些条目标记为公共的，同为根下的模块尽管都是私有，也可以访问

super 关键字

用来访问父级模块路径中的内容，类似文件系统中的 ..，例子如下：

mod back_of_house {
    fn fix_incorrect_order() {
        cook_order();
        super::serve_order();
        crate::serve_order();
    }

    fn cook_order() {}
}
fn serve_order() {}

pub struct

pub 放在 struct 前:

struct 是公共的
struct 的字段默认是私有的

struct 的字段需要单独设置 pub 来变成公有

mod back_of_house {
pub struct Breakfast {
    pub toast: String,
    fruit: String,
}

impl Breakfast {
    pub fn summer(toast: &str) -> Breakfast {
        Breakfast {
            toast: String::from(toast),
            fruit: String::from("strawberry"),
        }
    }
}
}

pub fn eat_at_restaurant() {
let mut meal = back_of_house::Breakfast::summer("Rye");
println!("I'd like {} toast please.", meal.toast);
}

pub enum

pub 放在 enum 前:

enum 是公共的

enum 的变体也都是公共的

mod back_of_house {
pub enum Appetizer {
    Soup,
    Salad
}
}

3. use 关键字

可以使用 use 将路径导入到作用域内，同样遵循私有性原则，即只有公共的才能被使用

mod front_of_house {
    pub mod hosting {
        pub fn add_to_waitlist() {}
        fn some_function() {}
    }
}

use crate::front_of_house::hosting;

pub fn eat_at_restaurant() {
    hosting::add_to_waitlist();
    hosting::add_to_waitlist();
    hosting::add_to_waitlist();
    hosting::some_function();   //报错，因为some_function为私有
}

使用 use 指定相对路径：use front_of_house::hosting;

可以直接将模块中的函数导入到作用域内，但是这样便无法区分该函数是在模块中定义还是在该文件内定义，因此通常的做法都是只导入到该函数的父模块，通过父模块调用函数。

对于函数和同名条目是这样，但是对于结构体和枚举，通常是指定完整路径，这是 use 的习惯用法。

use std::fmt;
use std::io;

fn f1() -> fmt::Result {}

fn f2() -> io::Result {}

as 关键字

as 关键字可以为引入的路径指定一个本地的别名，例子如下：

use std::fmt::Result;
use std::io::IOResult;

fn f1() -> Result {}
fn f2() -> IOResult {}

使用 pub use 重新导出名称

使用 use 将路径（名称）导入到作用域内后，该名称在此作用域内是私有的

pub use:重导出

将条目引入作用域
该条目可以被外部代码引入到它们的作用域

pub use crate::front_of_house::hosting;

使用外部包

Cargo.toml 添加依赖的包(package)
- https://crates.io/
use 将特定条目引入作用域

标准库（std）也被当做外部包，但是不需要修改 Cargo.toml 来包含 std，需要使用 use 将 std 中的特定条目引入当前作用域

use std::collections::HashMap;

使用嵌套路径清理大量 use 语句

如果使用同一个包或模块下的多个条目，可以使用嵌套路径在同一行内将上述路径进行引入

格式如下：路径相同的部分::{路径不同的部分}，例子如下：

use std::cmp::Ordering;
use std::io;

//使用嵌套路径
use std::{cmp::Ordering, io};

//若是这样的引用
use std::io;
use std::io::Write;

//简写为
use std::io::{self, Write};

通配符*

使用 * 可以把路径中所有的公共条目都引入到作用域

use std::collections::*;

应用场景:

测试。将所有被测试代码引入到 tests 模块
有时被用于预导入（prelude）模块

4. 将模块拆分为不同文件

将模块内容移动到其它文件

模块定义时，如果模块名后边是 ;，而不是代码块，Rust 会从与模块同名的文件中加载内容，同时项目文件夹结构要与模块层级结构一致。随着模块的变大，该技术可以把模块中的内容移动到其他文件中。

例如：文件 main.rs:

pub mod back_of_house;

文件 back_of_house.rs:

pub mod hosting;

这时必须在 src 下创建一个 back_of_house 的文件夹，里面创建一个 hosting.rs 文件，即为 src/back_of_house/hosting.rs

文件 hosting.rs:

pub fn test() {}

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1. Package 和 Crate

2. 路径(Path)

3. use 关键字

4. 将模块拆分为不同文件

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