Rust คืออะไร และคุณจะเริ่มเขียนโปรแกรมด้วยมันได้อย่างไร?

ดังนั้น คุณกำลังเริ่มเข้าสู่การพัฒนาโปรแกรม และมีชื่อสำคัญชื่อหนึ่งที่มักจะปรากฏอยู่เสมอ: Rust หลังจากได้ทดลองใช้ด้วยตัวเอง ผมจึงได้ค้นคว้าเกี่ยวกับภาษาโปรแกรมที่กำลังได้รับความนิยมมากขึ้น นี่คือสิ่งที่ผมได้เรียนรู้เกี่ยวกับมัน รวมถึงขั้นตอนที่ทำให้ผมเริ่มเขียนโปรแกรมด้วย Rust ด้วยตัวเอง

Rust เป็นภาษาการเขียนโปรแกรมที่รวดเร็วและปลอดภัย

ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในปี 2006 โดยพนักงานของ Mozilla Rust เป็นภาษาโปรแกรมที่เน้นความเร็วและความปลอดภัย ตอนแรกฉันไม่เข้าใจว่ามันหมายความว่าอย่างไร ดังนั้นฉันจะอธิบาย

โดยความปลอดภัย ผมหมายถึงการจัดการหน่วยความจำและการบังคับใช้โค้ด เหมือนกับ Java, Rust ถือว่าปลอดภัยต่อหน่วยความจำ ใช้วิธีการจัดการหน่วยความจำที่ทุกค่าต้องมี "เจ้าของ" และมีเพียงหนึ่ง "เจ้าของ" ค่าเหล่านี้สามารถ "ยืม" ได้ แต่เจ้าของจะต้องเป็นที่รู้จักและอยู่ในหน่วยความจำ กฎเหล่านี้ช่วยป้องกันปัญหาหน่วยความจำ เช่น ตัวชี้ลอย ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องและช่องโหว่ในภาษาอื่น ๆ

Rust ยังมีความปลอดภัยด้านประเภทด้วย หมายความว่ามันเข้มงวดอย่างมากเกี่ยวกับวิธีการกำหนดประเภทของโค้ด ถ้ามีอะไรผิดพลาดเกี่ยวกับไวยากรณ์ของคุณ Rust จะไม่เพียงแค่ไม่คอมไพล์โค้ด แต่ยังจะแจ้งปัญหา (หรือหลายปัญหา) จนกว่าคุณจะแก้ไขได้

มันถูกคอมไพล์แล้ว และนั่นสำคัญ

ถ้าคุณเหมือนกับฉันและประสบการณ์การเขียนโปรแกรมส่วนใหญ่ของคุณมาจากการเขียนสคริปต์ใน Python มีเรื่องสำคัญของ Rust ที่ฉันเพิ่งกล่าวถึงและที่คุณต้องจำไว้: การคอมไพล์

แม้ว่าคุณอาจจะคุ้นเคยกับการเขียนสคริปต์ Python รันมัน เขียนสคริปต์ใหม่ รันมัน และทำซ้ำไปเรื่อย ๆ แต่คุณจะต้องคุ้นเคยกับกระบวนการทำงานที่ต่างออกไปใน Rust มันไม่ใช่ภาษาสำหรับการเขียนสคริปต์ มันต้องถูกคอมไพล์

ภาษาที่คอมไพล์แล้วคือภาษาที่ไม่ใช้ตัวแปลความหมายเพื่อ 'ตีความ' และรันโปรแกรมแบบทันทีทันใด แทนที่จะเป็นเช่นนั้น เมื่อคุณต้องการรันโปรแกรมที่คุณเขียนด้วย Rust หรือภาษาที่คล้ายกัน คุณจำเป็นต้องใช้ 'คอมไพเลอร์' เพื่อแปลโค้ดของคุณเป็นภาษาที่เครื่องของคุณสามารถเข้าใจได้

เชื่อหรือไม่ว่าคอมพิวเตอร์ของคุณไม่ได้ถูกสร้างมาเพื่อเข้าใจโค้ด Python หรือ Rust โดยไม่ได้รับความช่วยเหลือ นั่นเป็นข้อดีของการใช้คอมไพเลอร์: ด้วยการแปลภาษาตั้งแต่ต้น โปรแกรมของคุณจะทำงานได้เร็วกว่าเมื่อต้องใช้ตัวตีความ

ทำไม Rust ถึงเป็นเรื่องใหญ่ในตอนนี้

ถ้าคุณติดตามข่าวซอฟต์แวร์ คุณคงเคยเห็น Rust ปรากฏในหัวข้อข่าวบ่อยๆ โดยเฉพาะถ้าคุณติดตามโลกของ Linux มันถูกนำเสนอเป็นพื้นฐานสำหรับเดสก์ท็อป COSMIC ใหม่ของ System76 โปรแกรม coreutils ที่พบเห็นกันทั่วไปกำลังถูกเขียนใหม่ด้วย Rust และแม้ว่าจะมีการล้อเลียนอยู่เป็นประจำบนโซเชียลมีเดีย การใช้งานนั้นก็ยังคงพัฒนาดีขึ้นเรื่อยๆ แม้เกินขอบเขตของ Linux ก็ยังมีเอนจินเบราว์เซอร์ทดลองที่เขียนด้วย Rust ซึ่งอาจกลายเป็นคู่แข่งจริงกับ Chromium และ Gecko

อย่างชัดเจน Rust กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น ภาษาโปรแกรมอื่น ๆ จะไม่หายไป; ตัวอย่างเช่น Python ยังคงครองความนิยมในการวิเคราะห์ข้อมูล อย่างไรก็ตาม มันแน่นอนว่าจะง่ายกว่าที่จะมีส่วนร่วมในโครงการโอเพ่นซอร์สล้ำสมัยถ้าคุณคุ้นเคยกับ Rust นั่นคือเหตุผลที่ฉันกำลังเรียนรู้มัน

วิธีการเขียนโปรแกรม Rust โปรแกรมแรกของคุณ

ถ้าคุณต้องการเริ่มเขียนโค้ดใน Rust ตอนนี้ มันใช้เพียงไม่กี่ขั้นตอน ผมจะแสดงให้คุณเห็นว่าผมรันโปรแกรม Rust โปรแกรมแรกบนเดสก์ท็อป Linux ของผมอย่างไร แต่โดยทั่วไปคุณสามารถทำตามบนระบบปฏิบัติการใดก็ได้

การตั้งค่าสภาพแวดล้อม Rust

ในการเริ่มใช้ Rust บนคอมพิวเตอร์ของคุณ คุณต้องติดตั้ง Rustup ก่อน ชุดซอฟต์แวร์นี้จะให้คุณได้ใช้ภาษา Rust พร้อมกับซอฟต์แวร์จัดการเวอร์ชัน ใน Windows ให้ดูคำแนะนำ "Other Installation Methods" ของ Rust Forge ใน Mac หรือ Linux คุณสามารถติดตั้งได้โดยการรันคำสั่งนี้ในเทอร์มินัลของคุณ:

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

ทำตามคำแนะนำขณะดำเนินการติดตั้ง

เมื่อคุณติดตั้ง Rustup แล้ว คุณจะต้องมี IDE ที่เหมาะกับ Rust หลายคนชอบใช้ VS Code ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นประสบการณ์แบบเสียบแล้วใช้งานได้เลย ส่วนตัวฉันใช้ Kate โปรแกรมแก้ไขข้อความเปิดที่สามารถตั้งค่าให้เหมาะกับการเขียนโปรแกรม Rust ฉันเป็นแค่ผู้คลั่งไคล้ Linux และซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สสุดโต่ง แต่คุณสามารถใช้เครื่องมือเขียนโค้ดอะไรก็ได้ที่คุณคิดว่าดีที่สุดสำหรับคุณ

เพื่อให้การเขียนโปรแกรม Rust ใน Kate ง่ายขึ้น ผมเพียงตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดตั้งเครื่องมือ rust-analyzer แล้ว ผมรันคำสั่งนี้ในเทอร์มินัลของคุณ ก่อนที่จะตรวจสอบให้แน่ใจว่าเปิดใช้งานปลั๊กอิน LSP ในการตั้งค่า Kate

rustup component add rust-analyzer

การเขียนและการคอมไพล์โปรแกรมแรกของคุณ

เมื่อคุณได้ตั้งค่า IDE ที่ต้องการสำหรับ Rust แล้ว คุณจำเป็นต้องรันคำสั่งนี้ในเทอร์มินัลของคุณในไดเรกทอรีใดก็ตามที่คุณต้องการให้โปรแกรมแรกของคุณถูกเก็บไว้:

cargo new hello

คำสั่ง cargo new สร้างไฟล์โครงการที่จำเป็น และ hello กำหนดชื่อโครงการ คุณสามารถตั้งชื่อมันอะไรก็ได้ตามต้องการ แต่ฉันเรียกมันว่า "hello" เพราะฉันกำลังจะเขียนโปรแกรม "Hello World"

ในการทำเช่นนั้น ให้เปิดไฟล์โปรเจกต์ที่เรียกว่า main.rs ใน IDE ของคุณ และสามารถพิมพ์โค้ดนี้ได้:

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

ด้วยบรรทัด fn ฉันสร้างฟังก์ชันที่ชื่อว่า "main" และสิ่งที่อยู่ภายในวงเล็บปีกกาเป็นการกำหนดว่าฟังก์ชันทำอะไร โปรดสังเกตว่าทุกคำสั่งต้องลงท้ายด้วยเครื่องหมายอัฒภาค (;)

ในการรันโปรแกรมแรกของคุณ เพียงกลับไปที่เทอร์มินัลในโฟลเดอร์โครงการของคุณแล้วรันคำสั่งง่ายๆ นี้:

cargo run

คุณจะเห็นโปรแกรมของคุณถูกคอมไพล์ เหมือนที่ฉันพูดถึงก่อนหน้านี้ หากทุกอย่างเป็นไปด้วยดี และคอมไพเลอร์ไม่พบปัญหาใด ๆ คุณจะเห็น Hello, world! ถูกพิมพ์ในเทอร์มินัลของคุณ

ขอแสดงความยินดี! ตอนนี้คุณเป็นโปรแกรมเมอร์ Rust แล้ว

คุณสามารถเริ่มใช้สภาพแวดล้อมการพัฒนาของคุณโดยการสร้างโปรแกรมสูตรอาหารในภาษา Rust ซึ่งคุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการพึ่งพา ตัวแปร และอื่นๆ หากคุณพบว่า Rust ไม่ใช่สิ่งที่คุณชอบ คุณสามารถพิจารณาภาษาโปรแกรมเฉพาะทางอื่นที่อาจดึงดูดความสนใจของคุณได้