@ -2,9 +2,9 @@
> [ch02-00-guessing-game-tutorial.md ](https://github.com/rust-lang/book/blob/main/src/ch02-00-guessing-game-tutorial.md )
> < br >
> commit cba828634ec75fe6e61f34f3dd933ef1d78cffc6
> commit 24ec8683571d6eaee21c5ce421abe39690647193
让我们一起动手完成一个项目,来快速上手 Rust! 本章将介绍 Rust 中一些常用概念,并通过真实的程序来展示如何运用它们。你将会学到 `let` 、`match`、方法、关联函数、外部 crate 等知识!后续章节会深入探讨这些概念的细节。在这一章,我们将做基础练习。
让我们一起动手完成一个项目,来快速上手 Rust! 本章将介绍 Rust 中一些常用概念,并通过真实的程序来展示如何运用它们。你将会学到 `let` 、`match`、方法、关联函数、外部 crate 等知识!在 后续章节,我们 会深入探讨这些概念的细节。在这一章,我们将做基础练习。
我们会实现一个经典的新手编程问题:猜猜看游戏。它是这么工作的:程序将会随机生成一个 1 到 100 之间的随机整数。接着它会请玩家猜一个数并输入,然后提示猜测是大了还是小了。如果猜对了,它会打印祝贺信息并退出。
@ -83,15 +83,15 @@ fn main() {
< span class = "caption" > 示例 2-1: 获取用户猜测并打印的代码< / span >
这些代码包含很多信息,我们一行一行地过一遍。为了获取用户输入并打印结果作为输出,我们需要将 `io` ( 输入/输出) 库引入当前作用域。`io` 库来自于标准库(也被称为 `std` ) :
这些代码包含很多信息,我们一行一行地过一遍。为了获取用户输入并打印结果作为输出,我们需要将 `io` 输入/输出库引入当前作用域。`io` 库来自于标准库,也被称为 `std` :
```rust,ignore
use std::io;
```
默认情况下, Rust 将 [*prelude*][prelude]<!-- ignore --> 模块中少量的类型引入到每个程序的作用域中。如果需要的类型不在 prelude 中,你必须使用 `use` 语句显式地将其引入作用域。`std::io` 库提供很多有用的功能,包括接收用户输入的功能 。
默认情况下, Rust会将少量标准库中定义的模块引入到每个程序的作用域中。这些模块称作 *prelude* ,你可以在[标准库文档][prelude]中了解到更多 。
[prelude]: https://doc.rust-lang.org/std/prelude/index.html
如果你需要的类型不在 prelude 中,你必须使用 `use` 语句显式地将其引入作用域。`std::io` 库提供很多有用的功能,包括接收用户输入的功能。
如第一章所提及,`main` 函数是程序的入口点:
@ -113,13 +113,13 @@ println!("Please input your guess.");
### 使用变量储存值
接下来,创建一个储存用户输入的地方 ,像这样:
接下来,创建一个储存用户输入的*变量* ,像这样:
```rust,ignore
let mut guess = String::new();
```
现在程序开始变得有意思了!这一小行代码发生了很多事。注意这是一个 `let` 语句,用来创建 **变量** ( *variable*)。这里是另外一个例子:
现在程序开始变得有意思了!这一小行代码发生了很多事。我们使用 `let` 声明来创建变量。我们在变量名前添加 `mut` 以使其可变。
```rust,ignore
let apples = 5;
@ -132,67 +132,56 @@ let apples = 5; // immutable
let mut bananas = 5; // mutable
```
> 注意:`//` 语法开始一个注释, 持续到行尾。Rust 忽略注释中的所有内容,第三章将会详细 介绍注释。
> 注意:`//` 语法开始一个注释, 持续到行尾。Rust 忽略注释中的所有内容。我们将会在[第三章][comments]中更详细地 介绍注释。
让我们 回到猜猜看程序中。现在我们知道了 `let mut guess` 会引入一个叫做 `guess` 的可变变量。等号(`=`)的右边是 `guess` 所绑定的值,它是 `String::new` 的结果,这个函数会返回一个 `String` 的新实例。[`String`][string]<!-- ignore --> 是一个标准库提供的字符串类型,它是 UTF-8 编码的可增长文本块。
回到猜猜看程序中。现在我们知道了 `let mut guess` 会引入一个叫做 `guess` 的可变变量。等号(`=`) 告诉Rust我们现在想将某个值绑定在变量上。等号 的右边是 `guess` 所绑定的值,它是 `String::new` 的结果,这个函数会返回一个 `String` 的新实例。[`String`][string]<!-- ignore --> 是一个标准库提供的字符串类型,它是 UTF-8 编码的可增长文本块。
[string]: https://doc.rust-lang.org/std/string/struct.String.html
`::new` 那一行的 `::` 语法表明 `new` 是 `String` 类型的一个 **关联函数** ( *associated function*)。关联函数是针对类型实现的,在这个例子中是 `String` 。
`::new` 那一行的 `::` 语法表明 `new` 是 `String` 类型的一个关联函数。*关联函数*( *associated function*)是实现一种特定类型的函数,在这个例子中类型是 `String` 。
`new` 函数创建了一个新的空字符串,你会发现很多类型上有 `new` 函数,因为它是创建类型实例的惯用函数名。
总结一下 , `let mut guess = String::new();` 这一行创建了一个可变变量,当前它绑定到一个新的 `String` 空实例上。
总的来说 , `let mut guess = String::new();` 这一行创建了一个可变变量,当前它绑定到一个新的 `String` 空实例上。
回忆一下,我们在程序的第一行使用 `use std::io;` 从标准库中引入了输入/输出功能。现在调用 `io` 库中的函数 `stdin` :
### 接收用户输入
回忆一下,我们在程序的第一行使用 `use std::io;` 从标准库中引入了输入/输出功能。现在调用可以使我们处理用户输入的 `io` 库中的函数 `stdin` :
```rust,ignore
io::stdin().read_line(& mut guess)
.expect("Failed to read line");
```
如果程序的开头没有 `use std::io` 这一行,可以把函数调用写成 `std::io::stdin` 。`stdin` 函数返回一个 [`std::io::Stdin`][iostdin]<!-- ignore --> 的实例,这代表终端标准输入句柄的类型。
如果程序的开头没有使用 `use std::io` 引入 `io` 库,我们仍可以通过把函数调用写成 `std::io::stdin` 来使用函数 。`stdin` 函数返回一个 [`std::io::Stdin`][iostdin]<!-- ignore --> 的实例,这代表终端标准输入句柄的类型。
[iostdin]: https://doc.rust-lang.org/std/io/struct.Stdin.html
接下来,`.read_line(& mut guess)` 这一行调用了 [`read_line`][read_line]<!-- ignore --> 方法从标准输入句柄获取用户输入。我们还将 `&mut guess` 作为参数传递给 `read_line()` ,以告诉它在哪个字符串存储用户输入 。
代码的下一部分,`.read_line(& mut guess)`,调用 [`read_line`][read_line]<!-- ignore --> 方法从标准输入句柄获取用户输入。我们还向 `read_line()` 传递了一个参数:`& mut guess`。
[read_line]: https://doc.rust-lang.org/std/io/struct.Stdin.html#method.read_line
`read_line` 的工作是接收用户在标准输入中输入的任何内容,并将其追加到一个字符串中(不覆盖其内容),因此它将该字符串作为参数。这个字符串参数需要是可变的,以便该方法可以通过添加用户输入来改变字符串的内容。
`read_line` 全部的工作是接收用户在标准输入中输入的任何内容,并将其追加到一个字符串中(不覆盖其内容),因此我们传入字符串作为参数。这个字符串参数需要是可变的,以便该方法可以改变字符串的内容。
`&` 表示这个参数是一个 **引用** ( *reference*) , 它允许多处代码访问同一处数据, 而无需在内存中多次拷贝。引用是一个复杂的特性, Rust 的一个主要优势就是安全而简单的操纵引用。完成当前程序并不需要了解如此多细节。现在,我们只需知道它像变量一样,默认是不可变的。因此,需要写成 `&mut guess` 来使其可变,而不是 `&guess` 。(第四章会更全面的解释引用。)
### 使用 `Result` 类型来处理潜在的错误
我们还没有完全分析完这行代码。虽然这是单独一行代码,但它 是逻辑行(虽然换行了但仍是语句)的一部分。后一部分是这个方法:
我们还没有完全分析完这行代码。虽然我们已经讲到了文本中的第三行,但它仍 是逻辑行(虽然换行了但仍是语句)的一部分。后一部分是这个方法:
```rust,ignore
.expect("Failed to read line");
```
当使用 `.method_name()` 语法调用方法时,通过换行加缩进来把长行拆开是明智的。 我们完全可以这样写:
我们完全可以这样写:
```rust,ignore
io::stdin().read_line(& mut guess).expect("Failed to read line");
```
不过,过长的行难以阅读,所以最好拆开来写,两个方法调用占两行 。现在来看看这行代码干了什么。
不过,过长的行难以阅读,所以最好拆开来写。当你使用 `.method_name()` 语法调用方法时,换行并添加空格来拆分长代码行通常是明智的 。现在来看看这行代码干了什么。
之前提到了 `read_line` 将用户输入附加 到传递给它的字符串中,不过它也返回一个值——在这个例子中是 [`io::Result`][ioresult]<!-- ignore --> 。Rust 标准库中有很多叫做 `Result` 的类型:一个通用的 [`Result`][result]<!-- ignore --> 以及在子模块中的特化版本,比如 `io::Result` 。
之前提到了 `read_line` 将用户输入放置 到传递给它的字符串中,不过它也返回一个值——在这个例子中是 [`io::Result`][ioresult]<!-- ignore --> 。Rust 标准库中有很多叫做 `Result` 的类型:一个通用的 [`Result`][result]<!-- ignore --> 以及在子模块中的特化版本,比如 `io::Result` 。`Result` 类型是 [*枚举*( *enumerations*) ][enums]<!-- ignore --> ,通常也写作 *enums* 。枚举类型持有固定集合的值,这些值被称为枚举的 **成员** ( *variants*)。枚举往往与条件表达式 `match` 一起使用,可以方便地根据枚举值是哪个成员来执行不同的代码。
[ioresult]: https://doc.rust-lang.org/std/io/type.Result.html
[result]: https://doc.rust-lang.org/std/result/enum.Result.html
`Result` 类型是 [*枚举*( *enumerations*) ][enums]<!-- ignore --> ,通常也写作 *enums* 。枚举类型持有固定集合的值,这些值被称为枚举的 **成员** ( *variants*)。第六章将介绍枚举的更多细节。
[enums]: ch06-00-enums.html
第六章将介绍枚举的更多细节。这些 `Result` 类型的目的是编码错误处理信息。
`Result` 的成员是 `Ok` 和 `Err` , `Ok` 成员表示操作成功,内部包含成功时产生的值。`Err` 成员则意味着操作失败,并且包含失败的前因后果。
这些 `Result` 类型的作用是编码错误处理信息。`Result` 类型的值,像其他类型一样,拥有定义于其上的方法。`io::Result` 的实例拥有 [`expect` 方法][expect]<!-- ignore --> 。如果 `io::Result` 实例的值是 `Err` , `expect` 会导致程序崩溃,并显示当做参数传递给 `expect` 的信息。如果 `read_line` 方法返回 `Err` ,则可能是来源于底层操作系统错误的结果。如果 `io::Result` 实例的值是 `Ok` , `expect` 会获取 `Ok` 中的值并原样返回。在本例中,这个值是用户输入到标准输入中的字节数。
[expect]: https://doc.rust-lang.org/std/result/enum.Result.html#method.expect
这些 `Result` 类型的作用是编码错误处理信息。`Result` 类型的值,像其他类型一样,拥有定义于其上的方法。`io::Result` 的实例拥有 [`expect` 方法][expect]<!-- ignore --> 。如果 `io::Result` 实例的值是 `Err` , `expect` 会导致程序崩溃,并显示当做参数传递给 `expect` 的信息。如果 `read_line` 方法返回 `Err` ,则可能是来源于底层操作系统错误的结果。如果 `io::Result` 实例的值是 `Ok` , `expect` 会获取 `Ok` 中的值并原样返回。在本例中,这个值是用户输入的字节数。
如果不调用 `expect` ,程序也能编译,不过会出现一个警告:
@ -215,7 +204,7 @@ warning: 1 warning emitted
Rust 警告我们没有使用 `read_line` 的返回值 `Result` ,说明有一个可能的错误没有处理。
消除警告的正确做法是实际编写错误处理代码,不过由于我们就是希望程序在出现问题时立即崩溃,所以直接使用 `expect` 。第九章会学习如何从错误中恢复。
消除警告的正确做法是实际编写错误处理代码,不过由于我们就是希望程序在出现问题时立即崩溃,所以直接使用 `expect` 。[ 第九章][recover] 会学习如何从错误中恢复。
### 使用 `println!` 占位符打印值
@ -225,7 +214,7 @@ Rust 警告我们没有使用 `read_line` 的返回值 `Result`,说明有一
println!("You guessed: {}", guess);
```
这行代码打印存储用户输入的字符串。第一个参数是格式化字符串,里面的 `{}` 是预留在特定位置的占位符。使用 `{}` 也可以打印多个值:第一对 `{}` 使用格式化字符串之后的第一个值,第二对则使用第二个值,依此类推。调用一次 `println!` 打印多个值看起来像这样:
这行代码现在 打印了 存储用户输入的字符串。第一个参数是格式化字符串,里面的 `{}` 是预留在特定位置的占位符:把 `{}` 想象成小蟹钳,可以夹住合适的值 。使用 `{}` 也可以打印多个值:第一对 `{}` 使用格式化字符串之后的第一个值,第二对则使用第二个值,依此类推。调用一次 `println!` 打印多个值看起来像这样:
```rust
let x = 5;
@ -255,15 +244,13 @@ You guessed: 6
## 生成一个秘密数字
接下来,需要生成一个秘密数字,好让用户来猜。秘密数字应该每次都不同,这样重复玩才不会乏味;范围应该在 1 到 100 之间, 这样才不会太困难。Rust 标准库中尚未包含随机数功能。然而, Rust 团队还是提供了一个 [`rand` crate][randcrate]。
[randcrate]: https://crates.io/crates/rand
接下来,需要生成一个秘密数字,好让用户来猜。秘密数字应该每次都不同,这样重复玩才不会乏味;范围应该在 1 到 100 之间, 这样才不会太困难。Rust 标准库中尚未包含随机数功能。然而, Rust 团队还是提供了一个包含上述功能的 [`rand` crate][randcrate]。
### 使用 crate 来增加更多功能
记住,*crate* 是一个 Rust 代码包。我们正在构建的项目是一个 **二进制 crate** ,它生成一个可执行文件。 `rand` crate 是一个 **库 crate* *,库 crate 可以包含任意能被其他程序使用的代码。
记住,*crate* 是一个 Rust 代码包。我们正在构建的项目是一个 *二进制 crate* ,它生成一个可执行文件。 `rand` crate 是一个 *库 crate *,库 crate 可以包含任意能被其他程序使用的代码,但是不能自执行 。
Cargo 对外部 crate 的运用是其真正的亮点所在。在我们使用 `rand` 编写代码之前,需要修改 *Cargo.toml* 文件,引入一个 `rand` 依赖。现在打开这个文件并将下面这一行添加到 `[dependencies]` 片段标题之下。请确保按照我们这里的方式指定 `rand` ,否则本教程中的代码示例 可能无法工作。
Cargo 对外部 crate 的运用是其真正的亮点所在。在我们使用 `rand` 编写代码之前,需要修改 *Cargo.toml* 文件,引入一个 `rand` 依赖。现在打开这个文件并将下面这一行添加到 `[dependencies]` 片段标题之下。在当前版本下, 请确保按照我们这里的方式指定 `rand` ,否则本教程中的示例 代码可能无法工作。
< span class = "filename" > 文件名: Cargo.toml< / span >
@ -273,9 +260,7 @@ Cargo 对外部 crate 的运用是其真正的亮点所在。在我们使用 `ra
rand = "0.8.3"
```
在 *Cargo.toml* 文件中,标题以及之后的内容属同一个片段,直到遇到下一个标题才开始新的片段。`[dependencies]` 片段告诉 Cargo 本项目依赖了哪些外部 crate 及其版本。本例中,我们使用语义化版本 `0.8.3` 来指定 `rand` crate。Cargo 理解[语义化版本( Semantic Versioning) ][semver]<!-- ignore --> (有时也称为 *SemVer* ),这是一种定义版本号的标准。`0.8.3` 事实上是 `^0.8.3` 的简写,它表示 “任何与 0.8.3 版本公有 API 相兼容的版本”。
[semver]: http://semver.org
在 *Cargo.toml* 文件中,标题以及之后的内容属同一个片段,直到遇到下一个标题才开始新的片段。在 `[dependencies]` 片段中,你要告诉 Cargo 本项目依赖了哪些外部 crate 及其版本。本例中,我们使用语义化版本 `0.8.3` 来指定 `rand` crate。Cargo 理解[语义化版本( Semantic Versioning) ][semver]<!-- ignore --> (有时也称为 *SemVer* ),这是一种定义版本号的标准。`0.8.3` 事实上是 `^0.8.3` 的简写,它表示 任何不低于 `0.8.3` , 但是低于 `0.9.0` 的版本。Cargo将这些版本视作与 `0.8.3` 版本公有 API 相兼容的版本,这个声明确保你将获得最新的补丁版本,它仍然可以与本章中的代码正常编译。`0.9.0` 或以上版本不保证拥有接下来示例中使用到的API。
现在,不修改任何代码,构建项目,如示例 2-2 所示:
@ -304,11 +289,9 @@ $ cargo build
可能会出现不同的版本号(多亏了语义化版本,它们与代码是兼容的!),不同的行(取决于操作系统),同时显示顺序也可能会有所不同。
因为我们有了一个外部依赖, Cargo 从 *registry* 上获取所有包的最新版本信息 ,这是一份来自 [Crates.io][cratesio] 的数据拷贝。Crates.io 是 Rust 生态环境中的开发者们向他人贡献 Rust 开源项目的地方。
当我们有了一个外部依赖, Cargo 从 *registry* 上获取所有依赖所需的最新版本 ,这是一份来自 [Crates.io][cratesio] 的数据拷贝。Crates.io 是 Rust 生态环境中的开发者们向他人贡献 Rust 开源项目的地方。
[cratesio]: https://crates.io
在更新完 registry 后, Cargo 检查 `[dependencies]` 片段并下载缺失的 crate 。本例中,虽然只声明了 `rand` 一个依赖,然而 Cargo 还是额外获取了 `rand` 所需要的其他 crates, 因为 `rand` 依赖它们来正常工作。下载完成后, Rust 编译依赖,然后使用这些依赖编译项目。
在更新完 registry 后, Cargo 检查 `[dependencies]` 片段并下载列表中包含但还未下载的 crates 。本例中,虽然只声明了 `rand` 一个依赖,然而 Cargo 还是额外获取了 `rand` 所需要的其他 crates, 因为 `rand` 依赖它们来正常工作。下载完成后, Rust 编译依赖,然后使用这些依赖编译项目。
如果不做任何修改,立刻再次运行 `cargo build` ,则不会看到任何除了 `Finished` 行之外的输出。Cargo 知道它已经下载并编译了依赖,同时 *Cargo.toml* 文件也没有变动。Cargo 还知道代码也没有任何修改,所以它不会重新编译代码。因为无事可做,它简单的退出了。
@ -320,19 +303,17 @@ $ cargo build
Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 2.53 secs
```
这一行表示 Cargo 只针对 *src/main.rs* 文件的微小修改而更新构建。依赖没有变化,所以 Cargo 知道它可以复用已经为此下载并编译的代码。它只是重新构建了部分(项目)代码。
这一行表示 Cargo 只针对 *src/main.rs* 文件的微小修改而更新构建。依赖没有变化,所以 Cargo 知道它可以复用已经为此下载并编译的代码。
#### *Cargo.lock* 文件确保构建是可重现的
Cargo 有一个机制来确保任何人在任何时候重新构建代码, 都会产生相同的结果: Cargo 只会使用你指定的依赖版本,除非你又手动指定了别的。例如,如果下周 `rand` crate 的 `0.8.4` 版本出来了,它修复了一个重要的 bug, 同时也含有一个会破坏代码运行的缺陷,这时会发生什么呢?
Cargo 有一个机制来确保任何人在任何时候重新构建代码, 都会产生相同的结果: Cargo 只会使用你指定的依赖版本,除非你又手动指定了别的。例如,如果下周 `rand` crate 的 `0.8.4` 版本出来了,它修复了一个重要的 bug, 同时也含有一个会破坏代码运行的缺陷。为了处理这个问题, Rust在你第一次运行 `cargo build` 时建立了 *Cargo.lock* 文件,我们现在可以在*guessing_game* 目录找到它。
这个问题的答案是 *Cargo.lock* 文件。它在第一次运行 `cargo build` 时创建,并放在 *guessing_game* 目录。 当第一次构建项目时, Cargo 计算出所有符合要求的依赖版本并写入 *Cargo.lock* 文件。当将来构建项目时, Cargo 会发现 *Cargo.lock* 已存在并使用其中指定的版本,而不是再次计算所有的版本。这使得你拥有了一个自动化的可重现的构建。换句话说,项目会持续使用 `0.8.3` 直到你显式升级,多亏有了 *Cargo.lock* 文件。
当第一次构建项目时, Cargo 计算出所有符合要求的依赖版本并写入 *Cargo.lock* 文件。当将来构建项目时, Cargo 会发现 *Cargo.lock* 已存在并使用其中指定的版本,而不是再次计算所有的版本。这使得你拥有了一个自动化的可重现的构建。换句话说,项目会持续使用 `0.8.3` 直到你显式升级,多亏有了 *Cargo.lock* 文件。
#### 更新 crate 到一个新版本
当你 **确实** 需要升级 crate 时, Cargo 提供了另一个命令,`update`,它会忽略 *Cargo.lock* 文件,并计算出所有符合 *Cargo.toml* 声明的最新版本。如果成功了, Cargo 会把这些版本写入 *Cargo.lock* 文件。
不过, Cargo 默认只会寻找大于 `0.8.3` 而小于 `0.9.0` 的版本。如果 `rand` crate 发布了两个新版本,`0.8.4` 和 `0.9.0` ,在运行 `cargo update` 时会出现如下内容:
当你 **确实** 需要升级 crate 时, Cargo 提供了这样一个命令,`update`,它会忽略 *Cargo.lock* 文件,并计算出所有符合 *Cargo.toml* 声明的最新版本。Cargo 接下来会把这些版本写入 *Cargo.lock* 文件。不过, Cargo 默认只会寻找大于 `0.8.3` 而小于 `0.9.0` 的版本。如果 `rand` crate 发布了两个新版本,`0.8.4` 和 `0.9.0` ,在运行 `cargo update` 时会出现如下内容:
```console
$ cargo update
@ -340,9 +321,7 @@ $ cargo update
Updating rand v0.8.3 -> v0.8.4
```
这时,你也会注意到的 *Cargo.lock* 文件中的变化无外乎现在使用的 `rand` crate 版本是`0.8.4`
如果想要使用 `0.9.0` 版本的 `rand` 或是任何 `0.9.x` 系列的版本,必须像这样更新 *Cargo.toml* 文件:
Cargo 忽略了 `0.9.0` 版本。这时,你也会注意到的 *Cargo.lock* 文件中的变化无外乎现在使用的 `rand` crate 版本是`0.8.4` 。如果想要使用 `0.9.0` 版本的 `rand` 或是任何 `0.9.x` 系列的版本,必须像这样更新 *Cargo.toml* 文件:
```toml
[dependencies]
@ -354,12 +333,9 @@ rand = "0.9.0"
第十四章会讲到 [Cargo][doccargo]<!-- ignore --> 及其[生态系统][doccratesio]<!-- ignore --> 的更多内容,不过目前你只需要了解这么多。通过 Cargo 复用库文件非常容易,因此 Rustacean 能够编写出由很多包组装而成的更轻巧的项目。
[doccargo]: http://doc.crates.io
[doccratesio]: http://doc.crates.io/crates-io.html
### 生成一个随机数
你已经把 `rand` crate 添加到 *Cargo.toml* 了, 让我们开始使用 `rand` 。下一步是更新 *src/main.rs* ,如示例 2-3 所示。
让我们开始使用 `rand` 来生成一个要猜的数。下一步是更新 *src/main.rs* ,如示例 2-3 所示。
< span class = "filename" > 文件名: src/main.rs< / span >
@ -388,11 +364,11 @@ fn main() {
< span class = "caption" > 示例 2-3: 添加生成随机数的代码< / span >
首先,我们新增了一行 `use `: `use rand::Rng`。`Rng` 是一个 trait, 它定义了随机数生成器应实现的方法, 想使用这些方法的话, 此 trait 必须在作用域中。第十章会详细介绍 trait。
首先,我们新增了一行 `use rand::Rng` 。`Rng` 是一个 trait, 它定义了随机数生成器应实现的方法, 想使用这些方法的话, 此 trait 必须在作用域中。第十章会详细介绍 trait。
接下来,我们在中间还新增加了两行。`rand::thread_rng` 函数提供实际 使用的随机数生成器:它位于当前执行线程的本地环境中,并从操作系统获取 seed。接下来, 调用随机数生成器的 `gen_range` 方法。这个方法由刚才引入到作用域的 `Rng` trait 定义。`gen_range` 方法接受一个范围表达式作为参数,并在该范围内生成一个随机数。我们在这里使用的范围表达式采用 `start..end` 形式,它包含下限但不包含上限,所以需要指定 `1..101` 来请求一个 1 和 100 之间的数。另外,我们也可以传递 `1..=100` ,这是等价的。
接下来,我们在中间还新增加了两行。第一行中,我们调用 `rand::thread_rng` 函数来获取我们接下来要 使用的随机数生成器:它位于当前执行线程的本地环境中,并从操作系统获取 seed。接下来, 调用随机数生成器的 `gen_range` 方法。这个方法由刚才引入到作用域的 `Rng` trait 定义。`gen_range` 方法接受一个范围表达式作为参数,并在该范围内生成一个随机数。我们在这里使用的范围表达式采用 `start..end` 形式,它包含下限但不包含上限,所以需要指定 `1..101` 来请求一个 1 和 100 之间的数。另外,我们也可以传递 `1..=100` ,这是等价的。
> 注意:你不可能凭空就知道应该 use 哪个 trait 以及该从 crate 中调用哪个方法。crate 的使用说明位于其文档中 。Cargo 有一个很棒的功能是:运行 `cargo doc --open` 命令来构建所有本地依赖提供的文档,并在浏览器中打开。例如,假设你对 `rand` crate 中的其他功能感兴趣,你可以运行 `cargo doc --open` 并点击左侧导航栏中的 `rand` 。
> 注意:你不可能凭空就知道应该 use 哪个 trait 以及该从 crate 中调用哪个方法, 因此每个crate 有使用说明文档 。Cargo 有一个很棒的功能是:运行 `cargo doc --open` 命令来构建所有本地依赖提供的文档,并在浏览器中打开。例如,假设你对 `rand` crate 中的其他功能感兴趣,你可以运行 `cargo doc --open` 并点击左侧导航栏中的 `rand` 。
新增加的第二行代码打印出了秘密数字。这在开发程序时很有用,因为可以测试它,不过在最终版本中会删掉它。如果游戏一开始就打印出结果就没什么可玩的了!
@ -448,13 +424,11 @@ fn main() {
< span class = "caption" > 示例 2-4: 处理比较两个数字可能的返回值< / span >
新代码的第一行是另一个 `use` ,从标准库引入了一个叫做 `std::cmp::Ordering` 的类型。同 `Result` 一样, `Ordering` 也是一个枚举,不过它的成员是 `Less` 、`Greater` 和 `Equal` 。这是比较两个值时可能出现的三种结果。
首先我们增加了另一个 `use` 声明 ,从标准库引入了一个叫做 `std::cmp::Ordering` 的类型到作用域中 。 `Ordering` 也是一个枚举,不过它的成员是 `Less` 、`Greater` 和 `Equal` 。这是比较两个值时可能出现的三种结果。
接着,底部的五行新代码使用了 `Ordering` 类型,`cmp` 方法用来比较两个值并可以在任何可比较的值上调用。它获取一个被比较值的引用:这里是把 `guess` 与 `secret_number` 做比较。 然后它会返回一个刚才通过 `use` 引入作用域的 `Ordering` 枚举的成员。使用一个 [`match`][match]<!-- ignore --> 表达式,根据对 `guess` 和 `secret_number` 调用 `cmp` 返回的 `Ordering` 成员来决定接下来做什么。
[match]: ch06-02-match.html
一个 `match` 表达式由 **分支( arms) ** 构成。一个分支包含一个 **模式** ( *pattern*) 和表达式开头的值与分支模式相匹配时应该执行的代码。Rust 获取提供给 `match` 的值并挨个检查每个分支的模式。`match` 结构和模式是 Rust 中强大的功能,它体现了代码可能遇到的多种情形,并帮助你确保没有遗漏处理。这些功能将分别在第六章和第十八章详细介绍。
一个 `match` 表达式由 **分支( arms) ** 构成。一个分支包含一个用于匹配的 **模式** ( *pattern*),丢给 `match` 的值与分支模式相匹配时应该执行对应分支的代码。Rust 获取提供给 `match` 的值并挨个检查每个分支的模式。模式和 `match` 结构是 Rust 中强大的功能,它体现了代码可能遇到的多种情形,并帮助你确保没有遗漏处理。这些功能将分别在第六章和第十八章详细介绍。
让我们看看使用 `match` 表达式的例子。假设用户猜了 50, 这时随机生成的秘密数字是 38。比较 50 与 38 时,因为 50 比 38 要大,`cmp` 方法会返回 `Ordering::Greater` 。`Ordering::Greater` 是 `match` 表达式得到的值。它检查第一个分支的模式,`Ordering::Less` 与 `Ordering::Greater` 并不匹配,所以它忽略了这个分支的代码并来到下一个分支。下一个分支的模式是 `Ordering::Greater` , **正确** 匹配!这个分支关联的代码被执行,在屏幕打印出 `Too big!` 。`match` 表达式就此终止,因为该场景下没有检查最后一个分支的必要。
@ -476,7 +450,7 @@ error: aborting due to previous error
Could not compile `guessing_game` .
```
错误的核心表明这里有 **不匹配的类型* *( *mismatched types*) 。Rust 有一个静态强类型系统,同时也有类型推断。当我们写出 `let guess = String::new()` 时, Rust 推断出 `guess` 应该是 `String` 类型,并不需要我们写出类型。另一方面,`secret_number`,是数字类型。有几个数字类型拥有 1 到 100 之间的值: 32 位数字 `i32` ; 32 位无符号数字 `u32` ; 64 位数字 `i64` 等等。Rust 默认使用 `i32` ,所以它是 `secret_number` 的类型,除非增加类型信息,或任何能让 Rust 推断出不同数值类型的信息。这里错误的原因在于 Rust 不会比较字符串类型和数字类型。
错误的核心表明这里有 *不匹配的类型 *( *mismatched types*) 。Rust 有一个静态强类型系统,同时也有类型推断。当我们写出 `let guess = String::new()` 时, Rust 推断出 `guess` 应该是 `String` 类型,并不需要我们写出类型。另一方面,`secret_number`,是数字类型。有几个Rust的 数字类型拥有 1 到 100 之间的值: 32 位数字 `i32` ; 32 位无符号数字 `u32` ; 64 位数字 `i64` 等等。Rust 默认使用 `i32` ,所以它是 `secret_number` 的类型,除非增加类型信息,或任何能让 Rust 推断出不同数值类型的信息。这里错误的原因在于 Rust 不会比较字符串类型和数字类型。
所以我们必须把从输入中读取到的 `String` 转换为一个真正的数字类型,才好与秘密数字进行比较。这可以通过在 `main` 函数体中增加另一行代码来实现:
@ -509,15 +483,13 @@ Could not compile `guessing_game`.
let guess: u32 = guess.trim().parse().expect("Please type a number!");
```
这里创建了一个叫做 `guess` 的变量。不过等等,不是已经有了一个叫做 `guess` 的变量了吗?确实如此,不过 Rust 允许用一个新值来 **隐藏** ( *shadow*) `guess` 之前的值。这个功能常用在需要转换值类型之类的场景。 它允许我们复用 `guess` 变量的名字,而不是被迫创建两个不同变量,诸如 `guess_str` 和 `guess` 之类。(第三章会介绍 shadowing 的更多细节。)
这里创建了一个叫做 `guess` 的变量。不过等等,不是已经有了一个叫做 `guess` 的变量了吗?确实如此,不过 Rust 允许用一个新值来 **隐藏** ( *shadow*) `guess` 之前的值。它允许我们复用 `guess` 变量的名字,而不是被迫创建两个不同变量,诸如 `guess_str` 和 `guess` 之类。我们会在第三章介绍 shadowing 的更多细节,暂时你只需知道这个功能通常用作转换值类型。
我们将 `guess` 绑定到 `guess.trim().parse()` 表达式上。表达式中的 `guess` 是包含输入的原始 `String` 类型。`String` 实例的 `trim` 方法会去除字符串开头和结尾的空白字符。`u32` 只能由数字字符转换,不过 用户必须输入 < span class = "keystroke" > enter</ span > 键才能让 `read_line` 返回,然而用户按下 < span class = "keystroke" > enter</ span > 键时, 会在字符串中增加一个换行( newline) 符。例如, 用户输入 < span class = "keystroke" > 5</ span > 并按下 < span class = "keystroke" > enter</ span > (在 Windows 上,按下 < span class = "keystroke" > enter</ span > 键会得到一个回车符和一个换行符,`\r\n`) , ` guess` 看起来像这样:`5\n` 或者 ` 5\r\n`。` \n` 代表 “换行”,回车键;` \r` 代表 “回车”,回车键。` trim` 方法会消除 `\n` 或者 `\r\n` ,只留下 `5` 。
我们将这个新变量绑定到 `guess.trim().parse()` 表达式上。表达式中的 `guess` 指的是包含输入的字符串类型 `guess` 变量。`String` 实例的 `trim` 方法会去除字符串开头和结尾的空白字符,我们必须执行此方法才能将字符串与 `u32` 比较,因为 `u32` 只能包含数值型数据。 用户必须输入 < span class = "keystroke" > enter</ span > 键才能让 `read_line` 返回并输入他们的猜想,这将 会在字符串中增加一个换行( newline) 符。例如, 用户输入 < span class = "keystroke" > 5</ span > 并按下 < span class = "keystroke" > enter</ span > (在 Windows 上,按下 < span class = "keystroke" > enter</ span > 键会得到一个回车符和一个换行符,`\r\n`) , ` guess` 看起来像这样:`5\n` 或者 ` 5\r\n`。` \n` 代表 “换行”,回车键;` \r` 代表 “回车”,回车键。` trim` 方法会消除 `\n` 或者 `\r\n` ,只留下 `5` 。
[字符串的 `parse` 方法][parse]<!-- ignore --> 将字符串解析成数字。因为这个方法可以解析多种数字类型,因此需要告诉 Rust 具体的数字类型,这里通过 `let guess: u32` 指定。`guess` 后面的冒号(`:`)告诉 Rust 我们指定了变量的类型。Rust 有一些内建的数字类型;`u32` 是一个无符号的 32 位整型。对于不大的正整数来说,它是不错的类型,第三章还会讲到其他数字类型。另外,程序中的 `u32` 注解以及与 `secret_number` 的比较,意味着 Rust 会推断出 `secret_number` 也是 `u32` 类型。现在可以使用相同类型比较两个值了!
[parse]: https://doc.rust-lang.org/std/primitive.str.html#method.parse
`parse` 调用很容易产生错误。例如,字符串中包含 `A👍%` ,就无法将其转换为一个数字。因此,`parse` 方法返回一个 `Result` 类型。像之前 [“使用 `Result` 类型来处理潜在的错误” ](#handling-potential-failure-with-the-result-type ) 讨论的 `read_line` 方法那样,再次按部就班的用 `expect` 方法处理即可。如果 `parse` 不能从字符串生成一个数字,返回一个 `Result` 的 `Err` 成员时,`expect` 会使游戏崩溃并打印附带的信息。如果 `parse` 成功地将字符串转换为一个数字,它会返回 `Result` 的 `Ok` 成员,然后 `expect` 会返回 `Ok` 值中的数字。
由于 `parse` 方法只能作用于可以逻辑转换为数字的字符,所以调用它很容易产生错误。例如,字符串中包含 `A👍%` ,就无法将其转换为一个数字。因此,`parse` 方法返回一个 `Result` 类型。像之前 [“使用 `Result` 类型来处理潜在的错误” ](#使用-result-类型来处理潜在的错误 ) 讨论的 `read_line` 方法那样,再次按部就班地用 `expect` 方法处理即可。如果 `parse` 不能从字符串生成一个数字,返回一个 `Result` 的 `Err` 成员时,`expect` 会使游戏崩溃并打印附带的信息。如果 `parse` 成功地将字符串转换为一个数字,它会返回 `Result` 的 `Ok` 成员,然后 `expect` 会返回 `Ok` 值中的数字。
现在让我们运行程序!
@ -540,7 +512,7 @@ Too big!
## 使用循环来允许多次猜测
`loop` 关键字创建了一个无限循环。将其加入后,用户可以反复猜测 :
`loop` 关键字创建了一个无限循环。我们会增加循环来给用户更多机会猜数字 :
< span class = "filename" > 文件名: src/main.rs< / span >
@ -565,7 +537,7 @@ Too big!
如上所示,我们将提示用户猜测之后的所有内容放入了循环。确保 loop 循环中的代码多缩进四个空格,再次运行程序。注意这里有一个新问题,因为程序忠实地执行了我们的要求:永远地请求另一个猜测,用户好像无法退出啊!
用户总能使用 < span class = "keystroke" > ctrl-c</ span > 终止程序。不过还有另一个方法跳出无限循环,就是 [“比较猜测与秘密数字” ](#比较猜测的数字和秘密数字 ) 部分提到的 `parse` :如果用户输入的答案不是一个数字,程序会崩溃。用户 可以利用这一点来退出,如下所示:
用户总能使用 < span class = "keystroke" > ctrl-c</ span > 终止程序。不过还有另一个方法跳出无限循环,就是 [“比较猜测与秘密数字” ](#比较猜测的数字和秘密数字 ) 部分提到的 `parse` :如果用户输入的答案不是一个数字,程序会崩溃。我们 可以利用这一点来退出,如下所示:
```console
$ cargo run
@ -592,7 +564,7 @@ thread 'main' panicked at 'Please type a number!: ParseIntError { kind: InvalidD
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
```
输入 `quit` 确实退出了程序,同时 其他任何非数字输入也一样。然而,这并不理想,我们想要当猜测正确的数字时游戏能自动退出 。
输入 `quit` 将会退出程序,同时你会注意到 其他任何非数字输入也一样。然而,这并不理想,我们想要当猜测正确的数字时游戏停止 。
### 猜测正确后退出
@ -641,7 +613,7 @@ println!("You guessed: {}", guess);
< span class = "caption" > 示例 2-5: 忽略非数字的猜测并重新请求数字而不是让程序崩溃< / span >
将 `expect` 调用换成 `match` 语句,是从遇到错误就崩溃转换到真正处理错误的惯用方法 。须知 `parse` 返回一个 `Result` 类型,而 `Result` 是一个拥有 `Ok` 或 `Err` 成员的枚举。这里使用的 `match` 表达式,和之前处理 `cmp` 方法返回 `Ordering` 时用的一样。
我们 将 `expect` 调用换成 `match` 语句,以从遇到错误就崩溃转换为处理错误 。须知 `parse` 返回一个 `Result` 类型,而 `Result` 是一个拥有 `Ok` 或 `Err` 成员的枚举。这里使用的 `match` 表达式,和之前处理 `cmp` 方法返回 `Ordering` 时用的一样。
如果 `parse` 能够成功的将字符串转换为一个数字,它会返回一个包含结果数字的 `Ok` 。这个 `Ok` 值与 `match` 第一个分支的模式相匹配,该分支对应的动作返回 `Ok` 值中的数字 `num` ,最后如愿变成新创建的 `guess` 变量。
@ -719,7 +691,23 @@ fn main() {
此时此刻,你顺利完成了猜猜看游戏。恭喜!
本项目通过动手实践,向你介绍了 Rust 新概念:`let`、`match`、方法、 函数、使用外部 crate 等等,接下来的几章,你会继续深入学习这些概念。第三章介绍大部分编程语言都有的概念,比如变量、数据类型和函数,以及如何在 Rust 中使用它们。第四章探索所有权( ownership) , 这是一个 Rust 同其他语言大不相同的功能。第五章讨论结构体和方法的语法,而第六章侧重解释枚举。
本项目通过动手实践,向你介绍了 Rust 新概念:`let`、`match`、函数、使用外部 crate 等等,接下来的几章,你会继续深入学习这些概念。第三章介绍大部分编程语言都有的概念,比如变量、数据类型和函数,以及如何在 Rust 中使用它们。第四章探索所有权( ownership) , 这是一个 Rust 同其他语言大不相同的功能。第五章讨论结构体和方法的语法,而第六章侧重解释枚举。
[variables-and-mutability]:
ch03-01-variables-and-mutability.html#变量和可变性
[prelude]: https://doc.rust-lang.org/std/prelude/index.html
[variables-and-mutability]: ch03-01-variables-and-mutability.html#变量和可变性
[comments]: ch03-04-comments.html
[string]: https://doc.rust-lang.org/std/string/struct.String.html
[iostdin]: https://doc.rust-lang.org/std/io/struct.Stdin.html
[read_line]: https://doc.rust-lang.org/std/io/struct.Stdin.html#method.read_line
[ioresult]: https://doc.rust-lang.org/std/io/type.Result.html
[result]: https://doc.rust-lang.org/std/result/enum.Result.html
[enums]: ch06-00-enums.html
[expect]: https://doc.rust-lang.org/std/result/enum.Result.html#method.expect
[recover]: ch09-02-recoverable-errors-with-result.html
[randcrate]: https://crates.io/crates/rand
[semver]: http://semver.org
[cratesio]: https://crates.io/
[doccargo]: http://doc.crates.io
[doccratesio]: http://doc.crates.io/crates-io.html
[match]: ch06-02-match.html
[parse]: https://doc.rust-lang.org/std/primitive.str.html#method.parse