Rust程序設計(第2版) Programming Rust: Fast, Safe Systems Development, 2/e

[美]吉姆·布蘭迪(Jim Blandy)[美]賈森·奧倫多夫(Jason Orendorff)[美]莉奧諾拉·F. S. 廷德爾(Leonora F. S. Tindall)

  • 出版商: 人民郵電
  • 出版日期: 2023-09-01
  • 定價: $1,079
  • 售價: 8.5$917
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 576
  • ISBN: 7115621810
  • ISBN-13: 9787115621818
  • 相關分類: Rust 語言
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商品描述

本書是Rust領域經典參考書,由業內資深系統程序員編寫,廣受讀者好評。

書中系統介紹了Rust這種新型系統編程語言——具有非常好的安全性,兼具C和C++的高性能,並大大簡化了並發程序的編寫。第2版對上一版內容進行了重組和完善,新增了對“異步編程”的介紹。借助書中的大量案例,你也能用Rust編寫出兼顧安全性與高性能的程序。本書內容包括基本數據類型、所有權、引用、表達式、錯誤處理、crate與模塊、結構、枚舉與模式等基礎知識,以及特型與泛型、閉包、迭代器、集合、字符串與文本、輸入與輸出、並發、異步編程、宏等進階知識。

本書適合所有學習Rust的開發者,尤其適合系統程序員,從C++轉向Rust的程序員,以及具有C、C#、Jave、Python、JavaScript等其他編程語言基礎並希望學習Rust的程序員。

作者簡介

[美]吉姆·布兰迪(Jim Blandy),Mozilla Firefox工程师,Subversion版本控制系统初代设计者之一。拥有40多年编程经验,其中包括30多年自由软件开发经验,曾在GNU Emacs、GNU Debugger等项目上工作。

 

[美]贾森·奥伦多夫(Jason Orendorff),GitHub工程师,专注开发尚未公开的Rust项目,曾在Mozilla参与JavaScript引擎SpiderMonkey的开发。兴趣广泛,包括:语法学、烘焙、时间旅行,以及帮助人们理解复杂主题。

 

[美]莉奥诺拉·F. S. 廷德尔(Leonora F. S. Tindall),软件工程师、类型系统爱好者。她喜欢使用Rust等先进语言在一些关键领域构建健壮且适应性强的系统软件,特别是在医疗保健和数据所有权管理等领域。

 

【译者简介】

 

汪志成(@雪狼),Thoughtworks专家级咨询师、Google Developer Expert、25年码农。终身学习者,兴趣多元,涉猎广泛,目前专注研究Rust。

目錄大綱

目錄

專家推薦

譯者序

前言

中文版審讀致謝

第 1章 系統程序員也能享受美好 1

1.1 Rust為你負重前行 2

1.2 高效並行編程 3

1.3 性能毫不妥協 3

1.4 協作無邊無界 4

第 2章 Rust導覽 5

2.1 rustup與Cargo 6

2.2 Rust函數 8

2.3 編寫與運行單元測試 9

2.4 處理命令行參數 10

2.5 搭建Web服務器 13

2.6 並發 18

2.6.1 什麽是曼德博集 19

2.6.2 解析並配對命令行參數 22

2.6.3 從像素到復數的映射 24

2.6.4 繪制曼德博集 25

2.6.5 寫入圖像文件 26

2.6.6 並發版曼德博程序 27

2.6.7 運行曼德博繪圖器 32

2.6.8 大“安”無形 33

2.7 文件系統與命令行工具 33

2.7.1 命令行界面 34

2.7.2 讀寫文件 36

2.7.3 查找並替換 37

第3章 基本數據類型 39

3.1 固定寬度的數值類型 41

3.1.1 整型 42

3.1.2 檢查算法、回繞算法、飽和算法和溢出算法 45

3.1.3 浮點類型 46

3.2 布爾類型 48

3.3 字符 49

3.4 元組 50

3.5 指針類型 51

3.5.1 引用 52

3.5.2 Box 52

3.5.3 裸指針 53

3.6 數組、向量和切片 53

3.6.1 數組 53

3.6.2 向量 54

3.6.3 切片 57

3.7 字符串類型 58

3.7.1 字符串字面量 58

3.7.2 字節串 59

3.7.3 內存中的字符串 60

3.7.4 String 61

3.7.5 使用字符串 62

3.7.6 其他類似字符串的類型 62

3.8 類型別名 63

3.9 前路展望 63

第4章 所有權與移動 64

4.1 所有權 65

4.2 移動 70

4.2.1 更多移動類操作 74

4.2.2 移動與控制流 75

4.2.3 移動與索引內容 75

4.3 Copy類型:關於移動的例外情況 77

4.4 Rc與Arc:共享所有權 80

第5章 引用 83

5.1 對值的引用 84

5.2 使用引用 86

5.2.1 Rust引用與C++引用 87

5.2.2 對引用變量賦值 88

5.2.3 對引用進行引用 88

5.2.4 比較引用 89

5.2.5 引用永不為空 89

5.2.6 借用任意表達式結果值的引用 89

5.2.7 對切片和特型對象的引用 90

5.3 引用安全 90

5.3.1 借用局部變量 91

5.3.2 將引用作為函數參數 93

5.3.3 把引用傳給函數 95

5.3.4 返回引用 95

5.3.5 包含引用的結構體 96

5.3.6 不同的生命周期參數 98

5.3.7 省略生命周期參數 100

5.4 共享與可變 101

5.5 應對復雜對象關系 107

第6章 表達式 109

6.1 表達式語言 109

6.2 優先級與結合性 110

6.3 塊與分號 112

6.4 聲明 113

6.5 if與match 115

6.5.1 if let 117

6.5.2 循環 117

6.6 循環中的控制流 119

6.7 return表達式 120

6.8 為什麽Rust中會有loop 121

6.9 函數與方法調用 122

6.10 字段與元素 123

6.11 引用運算符 124

6.12 算術運算符、按位運算符、比較運算符和邏輯運算符 125

6.13 賦值 125

6.14 類型轉換 126

6.15 閉包 127

6.16 前路展望 127

第7章 錯誤處理 128

7.1 panic 128

7.1.1 展開調用棧 129

7.1.2 中止 130

7.2 Result 130

7.2.1 捕獲錯誤 131

7.2.2 Result類型別名 132

7.2.3 打印錯誤 132

7.2.4 傳播錯誤 134

7.2.5 處理多種Error類型 135

7.2.6 處理“不可能發生”的錯誤 136

7.2.7 忽略錯誤 138

7.2.8 處理main()中的錯誤 138

7.2.9 聲明自定義錯誤類型 139

7.2.10 為什麽是Result 140

第8章 crate與模塊 141

8.1 crate 141

8.1.1 版本 144

8.1.2 創建配置文件 145

8.2 模塊 145

8.2.1 嵌套模塊 146

8.2.2 單獨文件中的模塊 147

8.2.3 路徑與導入 149

8.2.4 標準庫預導入 152

8.2.5 公開use聲明 152

8.2.6 公開結構體字段 152

8.2.7 靜態變量與常量 153

8.3 將程序變成庫 153

8.4 src/bin目錄 155

8.5 屬性 156

8.6 測試與文檔 158

8.6.1 集成測試 161

8.6.2 文檔 161

8.6.3 文檔測試 163

8.7 指定依賴項 166

8.7.1 版本 166

8.7.2 Cargo.lock 167

8.8 將crate發布到crates.io 168

8.9 工作空間 170

8.10 更多好資源 170

第9章 結構體 172

9.1 具名字段型結構體 172

9.2 元組型結構體 175

9.3 單元型結構體 175

9.4 結構體佈局 176

9.5 用impl定義方法 177

9.5.1 以Box、Rc或Arc形式傳入self 179

9.5.2 類型關聯函數 179

9.6 關聯常量 180

9.7 泛型結構體 181

9.8 帶生命周期參數的泛型結構體 183

9.9 帶常量參數的泛型結構體 183

9.10 讓結構體類型派生自某些公共特型 185

9.11 內部可變性 186

第 10章 枚舉與模式 190

10.1 枚舉 191

10.1.1 帶數據的枚舉 193

10.1.2 內存中的枚舉 194

10.1.3 用枚舉表示富數據結構 194

10.1.4 泛型枚舉 196

10.2 模式 198

10.2.1 模式中的字面量、變量和通配符 201

10.2.2 元組型模式與結構體型模式 202

10.2.3 數組型模式與切片型模式 203

10.2.4 引用型模式 204

10.2.5 匹配守衛 206

10.2.6 匹配多種可能性 206

10.2.7 使用@模式綁定 207

10.2.8 模式能用在哪裡 207

10.2.9 填充二叉樹 209

10.3 大局觀 210

第 11章 特型與泛型 211

11.1 使用特型 213

11.1.1 特型對象 214

11.1.2 泛型函數與類型參數 215

11.1.3 使用哪一個 219

11.2 定義與實現特型 220

11.2.1 默認方法 221

11.2.2 特型與其他人的類型 222

11.2.3 特型中的Self 224

11.2.4 子特型 225

11.2.5 類型關聯函數 226

11.3 完全限定的方法調用 227

11.4 定義類型之間關系的特型 228

11.4.1 關聯類型(或迭代器的工作原理) 229

11.4.2 泛型特型(或運算符重載的工作原理) 231

11.4.3 impl Trait 232

11.4.4 關聯常量 234

11.5 逆向工程求限界 235

11.6 以特型為基礎 238

第 12章 運算符重載 239

12.1 算術運算符與按位運算符 240

12.1.1 一元運算符 242

12.1.2 二元運算符 243

12.1.3 復合賦值運算符 244

12.2 相等性比較 245

12.3 有序比較 247

12.4 Index與IndexMut 250

12.5 其他運算符 252

第 13章 實用工具特型 253

13.1 Drop 254

13.2 Sized 256

13.3 Clone 259

13.4 Copy 260

13.5 Deref與DerefMut 260

13.6 Default 263

13.7 AsRef與AsMut 264

13.8 Borrow與BorrowMut 266

13.9 From與Into 267

13.10 TryFrom與TryInto 270

13.11 ToOwned 271

13.12 Borrow與ToOwned的實際運用:謙卑的Cow 271

第 14章 閉包 273

14.1 捕獲變量 274

14.1.1 借用值的閉包 275

14.1.2 “竊取”值的閉包 275

14.2 函數與閉包的類型 277

14.3 閉包性能 279

14.4 閉包與安全 280

14.4.1 “殺死”閉包 280

14.4.2 FnOnce 281

14.4.3 FnMut 282

14.4.4 對閉包的Copy與Clone 284

14.5 回調 285

14.6 高效地使用閉包 288

第 15章 迭代器 290

15.1 Iterator特型與IntoIterator特型 291

15.2 創建迭代器 292

15.2.1 iter方法與iter_mut方法 293

15.2.2 IntoIterator的實現 293

15.2.3 from_fn與successors 295

15.2.4 drain方法 296

15.2.5 其他迭代器源 297

15.3 迭代器適配器 298

15.3.1 map與filter 298

15.3.2 filter_map與flat_map 300

15.3.3 flatten 302

15.3.4 take與take_while 304

15.3.5 skip與skip_while 305

15.3.6 peekable 305

15.3.7 fuse 306

15.3.8 可逆迭代器與rev 307

15.3.9 inspect 308

15.3.10 chain 309

15.3.11 enumerate 309

15.3.12 zip 310

15.3.13 by_ref 310

15.3.14 cloned與copied 311

15.3.15 cycle 312

15.4 消耗迭代器 313

15.4.1 簡單累加:count、sum和product 313

15.4.2 min與max 313

15.4.3 max_by與min_by 314

15.4.4 max_by_key與min_by_key 314

15.4.5 對條目序列進行比較 315

15.4.6 any與all 315

15.4.7 position、rposition和ExactSizeIterator 316

15.4.8 fold與rfold 316

15.4.9 try_fold與try_rfold 317

15.4.10 nth與nth_back 318

15.4.11 last 319

15.4.12 find、rfind和find_map 319

15.4.13 構建集合:collect與FromIterator 320

15.4.14 Extend特型 322

15.4.15 partition 322

15.4.16 for_each與try_for_each 323

15.5 實現自己的迭代器 324

第 16章 集合 328

16.1 概述 329

16.2 Vec 330

16.2.1 訪問元素 331

16.2.2 迭代 332

16.2.3 擴大向量與收縮向量 332

16.2.4 聯結 336

16.2.5 拆分 336

16.2.6 交換 339

16.2.7 填充 339

16.2.8 排序與搜索 339

16.2.9 比較切片 341

16.2.10 隨機元素 341

16.2.11 Rust中不存在失效型錯誤 342

16.3 VecDeque 343

16.4 BinaryHeap 344

16.5 HashMap與BTreeMap 346

16.5.1 條目 349

16.5.2 對Map進行迭代 351

16.6 HashSet與BTreeSet 351

16.6.1 對Set進行迭代 352

16.6.2 當相等的值不完全相同時 353

16.6.3 針對整個Set的運算 353

16.7 哈希 354

16.8 使用自定義哈希算法 355

16.9 在標準集合之外 357

第 17章 字符串與文本 358

17.1 一些Unicode背景知識 358

17.1.1 ASCII、Latin-1和Unicode 359

17.1.2 UTF-8編碼 359

17.1.3 文本方向性 361

17.2 字符(char) 361

17.2.1 字符分類 361

17.2.2 處理數字 362

17.2.3 字符大小寫轉換 363

17.2.4 與整數之間的轉換 364

17.3 String與str 364

17.3.1 創建字符串值 365

17.3.2 簡單探查 366

17.3.3 追加文本與插入文本 366

17.3.4 移除文本與替換文本 368

17.3.5 搜索與迭代的約定 368

17.3.6 搜索文本的模式 369

17.3.7 搜索與替換 370

17.3.8 遍歷文本 371

17.3.9 修剪 373

17.3.10 字符串的大小寫轉換 374

17.3.11 從字符串中解析出其他類型 374

17.3.12 將其他類型轉換為字符串 374

17.3.13 借用其他類似文本的類型 375

17.3.14 以UTF-8格式訪問文本 376

17.3.15 從UTF-8數據生成文本 376

17.3.16 推遲分配 377

17.3.17 把字符串當作泛型集合 379

17.4 格式化各種值 379

17.4.1 格式化文本值 380

17.4.2 格式化數值 381

17.4.3 格式化其他類型 383

17.4.4 格式化值以進行調試 383

17.4.5 格式化指針以進行調試 384

17.4.6 按索引或名稱引用參數 385

17.4.7 動態寬度與動態精度 386

17.4.8 格式化自己的類型 386

17.4.9 在自己的代碼中使用格式化語言 388

17.5 正則表達式 389

17.5.1 Regex的基本用法 389

17.5.2 惰性構建正則表達式值 390

17.6 規範化 391

17.6.1 規範化形式 392

17.6.2 unicode-normalization crate 393

第 18章 輸入與輸出 395

18.1 讀取器與寫入器 396

18.1.1 讀取器 397

18.1.2 緩沖讀取器 398

18.1.3 讀取行 399

18.1.4 收集行 401

18.1.5 寫入器 402

18.1.6 文件 403

18.1.7 尋址 404

18.1.8 其他讀取器與寫入器類型 404

18.1.9 二進制數據、壓縮和序列化 406

18.2 文件與目錄 407

18.2.1 OsStr與Path 408

18.2.2 Path與PathBuf的方法 409

18.2.3 訪問文件系統的函數 411

18.2.4 讀取目錄 412

18.2.5 特定於平臺的特性 413

18.3 網絡 414

第 19章 並發 417

19.1 分叉與合並並行 418

19.1.1 啟動與聯結 420

19.1.2 跨線程錯誤處理 422

19.1.3 跨線程共享不可變數據 422

19.1.4 rayon 424

19.1.5 重溫曼德博集 426

19.2 通道 427

19.2.1 發送值 429

19.2.2 接收值 431

19.2.3 運行管道 432

19.2.4 通道的特性與性能 434

19.2.5 線程安全:Send與Sync 435

19.2.6 絕大多數迭代器能通過管道傳給通道 437

19.2.7 除管道之外的用法 438

19.3 共享可變狀態 439

19.3.1 什麽是互斥鎖 439

19.3.2 Mutex 440

19.3.3 mut與互斥鎖 442

19.3.4 為什麽互斥鎖不是“銀彈” 443

19.3.5 死鎖 443

19.3.6 “中毒”的互斥鎖 444

19.3.7 使用互斥鎖的多消費者通道 444

19.3.8 讀/寫鎖(RwLock) 445

19.3.9 條件變量(Condvar) 446

19.3.10 原子化類型 447

19.3.11 全局變量 448

19.4 在Rust中編寫並發代碼的一點兒經驗 451

第 20章 異步編程 452

20.1 從同步到異步 453

20.1.1 Future 455

20.1.2 異步函數與await表達式 456

20.1.3 從同步代碼調用異步函數:block_on 458

20.1.4 啟動異步任務 460

20.1.5 異步塊 464

20.1.6 從異步塊構建異步函數 466

20.1.7 在線程池中啟動異步任務 467

20.1.8 你的Future實現Send了嗎 467

20.1.9 長時間運行的計算:yield_now與spawn_blocking 470

20.1.10 對幾種異步設計進行比較 471

20.1.11 一個真正的異步HTTP客戶端 471

20.2 異步客戶端與服務器 472

20.2.1 Error類型與Result類型 474

20.2.2 協議 474

20.2.3 獲取用戶輸入:異步流 475

20.2.4 發送數據包 477

20.2.5 接收數據包:更多異步流 478

20.2.6 客戶端的main函數 480

20.2.7 服務器的main函數 481

20.2.8 處理聊天連接:異步互斥鎖 482

20.2.9 群組表:同步互斥鎖 484

20.2.10 聊天組:tokio的廣播通道 485

20.3 原始Future與執行器:Future什麽時候值得再次輪詢 488

20.3.1 調用喚醒器:spawn_blocking 489

20.3.2 實現block_on 491

20.4 固定(Pin) 493

20.4.1 Future生命周期的兩個階段 493

20.4.2 固定指針 496

20.4.3 Unpin特型 497

20.5 什麽時候要用異步代碼 498

第 21章 宏 500

21.1 宏基礎 501

21.1.1 宏展開的基礎 502

21.1.2 意外後果 503

21.1.3 重復 505

21.2 內置宏 507

21.3 調試宏 508

21.4 構建json!宏 509

21.4.1 片段類型 510

21.4.2 宏中的遞歸 513

21.4.3 將特型與宏一起使用 514

21.4.4 作用域界定與衛生宏 516

21.4.5 導入宏和導出宏 518

21.5 在匹配過程中避免語法錯誤 519

21.6 超越macro_rules! 520

第 22章 不安全代碼 522

22.1 不安全因素來自哪裡 523

22.2 不安全塊 524

22.3 示例:高效的ASCII字符串類型 525

22.4 不安全函數 527

22.5 不安全塊還是不安全函數 528

22.6 未定義行為 529

22.7 不安全特型 531

22.8 裸指針 532

22.8.1 安全地解引用裸指針 534

22.8.2 示例:RefWithFlag 535

22.8.3 可空指針 537

22.8.4 類型大小與對齊方式 537

22.8.5 指針運算 538

22.8.6 移動入和移動出內存 539

22.8.7 示例:GapBuffer 542

22.8.8 不安全代碼中的panic安全性 548

22.9 用聯合體重新解釋內存 549

22.10 匹配聯合體 551

22.11 借用聯合體 551

第 23章 外部函數 552

23.1 尋找共同的數據表示 552

23.2 聲明外部函數與變量 556

23.3 使用庫中的函數 557

23.4 libgit2的裸接口 560

23.5 libgit2的安全接口 566

23.6 結論 575

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