Rust жаңадан бастаушыларға арналған нұсқаулық: Ойындардан бағдарламалауға дейін, Rust экожүйесі туралы жылдам біліп алыңыз

Rust жылдам дамып келеді, ол жай ғана бағдарламалау тілі емес, сонымен қатар жанды экожүйе. Тіршілік ету ойындарынан бастап жоғары өнімді жүйелік бағдарламалауға дейін Rust барлық жерде бар. Бұл мақала X/Twitter-дегі талқылаудан бастап, Rust жаңадан бастаушыларға Rust қолдану сценарийлерін, оқу ресурстарын және кейбір пайдалы құралдарды қамтитын жылдам кіріспе нұсқаулығын ұсынады.

I. Rust дегеніміз не? Неліктен үйренуге тұрарлық?

Rust - қауіпсіздікке, жылдамдыққа және параллельділікке бағытталған жүйелік бағдарламалау тілі. Ол C және C++ тілдеріндегі жиі кездесетін жад қауіпсіздігі мәселелерін шешуге бағытталған, сонымен бірге осы тілдермен салыстыруға болатын немесе одан да жоғары өнімділікті қамтамасыз етеді.

Rust-тың артықшылықтары:

• Жад қауіпсіздігі: Rust-тың меншік жүйесі және қарыз тексеру құралы құрастыру кезінде нөлдік көрсеткіштер, деректер жарысы және т.б. сияқты мәселелердің алдын алады.
• Жоғары өнімділік: Rust тиімді машиналық кодқа құрастырылады және нөлдік шығын абстракциясының күшті мүмкіндігіне ие.
• Параллельді қауіпсіздік: Rust-тың тип жүйесі параллельді кодтың қауіпсіздігін қамтамасыз етеді және деректер жарысының алдын алады.
• Платформааралық: Rust Windows, Linux, macOS, WebAssembly және т.б. қоса алғанда, әртүрлі операциялық жүйелер мен архитектураларды қолдайды.
• Белсенді қауымдастық: Rust-тың бай кітапханаларды, құралдарды және қолдауды ұсынатын жанды қауымдастығы бар.

Rust қолдану сценарийлері:

• Операциялық жүйелер және ендірілген жүйелер: Жоғары өнімділігі мен қауіпсіздігіне байланысты Rust операциялық жүйелердің ядроларын, драйверлерін және ендірілген құрылғылардың бағдарламалық жасақтамасын әзірлеуге өте ыңғайлы.
• WebAssembly (Wasm): Rust Wasm-ға құрастырылуы мүмкін, осылайша браузерде жоғары өнімді кодты іске қосуға болады.
• Бұйрық жолы құралдары: Rust clap және structopt сияқты күшті бұйрық жолы құралдарын әзірлеу шеңберін ұсынады.
• Желілік бағдарламалау: Rust-тың tokio кітапханасы жоғары өнімді желілік қосымшаларды жазуды жеңілдететін асинхронды орындау ортасын қамтамасыз етеді.
• Ойын әзірлеу: C++ сияқты танымал болмаса да, Rust ойын әзірлеу саласында таныла бастады, мысалы, ашық бастапқы коды бар тіршілік ету ойыны Rust-тың өзі Unity қозғалтқышымен және C# тілінде әзірленген, бірақ серверлік бөлігінің логикасын Rust арқылы өнімділікті оңтайландыру үшін пайдалануға болады.

II. Rust ойынынан Rust бағдарламалау тіліне дейін

X/Twitter-дегі талқылау тіршілік ету ойыны Rust-ты атап өтті, оның Rust бағдарламалау тілімен тығыз байланысы бар. Олардың атаулары бірдей болғанымен, олар әртүрлі нәрселер. Rust ойыны - бұл көп ойыншылы онлайн тіршілік ету ойыны, ал Rust - әртүрлі бағдарламалық жасақтаманы құруға арналған бағдарламалау тілі.

Rust ойыны:

• Бұл көп ойыншылы онлайн тіршілік ету ойыны, онда ойыншылар жабайы табиғатта аман қалуы, базалар салуы және басқа ойыншылармен әрекеттесуі керек.
• Unity қозғалтқышымен және C# тілінде әзірленген.
• Steam-де сатып алуға болады және жиі жарнамалық науқандар болады.

Rust бағдарламалау тілі:

• Операциялық жүйелерді, браузер қозғалтқыштарын, желілік серверлерді, ойындарды және т.б. қоса алғанда, әртүрлі бағдарламалық жасақтаманы әзірлеуге арналған.
• Ашық бастапқы коды бар және платформааралық.
• Күшті тип жүйесі және жад қауіпсіздігі мүмкіндіктері бар.

Егер сіз Rust ойынының ойыншысы болсаңыз және Rust бағдарламалау тілін үйренгіңіз келсе, онда келесі қадамдарды қарастыруға болады:

1. Rust құралдар тізбегін орнатыңыз: rustup-ты жүктеп алыңыз және орнатыңыз, бұл Rust нұсқаларын басқару құралы.
2. Rust негіздерін үйреніңіз: Rust-тың негізгі синтаксисін, меншік жүйесін, қарыз тексеру құралын және т.б. білу үшін ресми оқулықты ## Үшінші, Rust әзірлеу ортасын орнату

Rust әзірлеу ортасын орнату өте оңай, тек rustup орнату керек. rustup автоматты түрде Rust компиляторын, стандартты кітапхананы және басқа да қажетті құралдарды орнатады.

Қадамдар:

1. rustup жүктеу: кіріңіз, операциялық жүйеңізге сәйкес rustup орнату бағдарламасын жүктеп алыңыз.
2. Орнату бағдарламасын іске қосыңыз: Орнату бағдарламасының нұсқауларын орындаңыз.
3. Орта айнымалыларын конфигурациялау: rustup автоматты түрде орта айнымалыларын конфигурациялайды, сіз оны қолмен де конфигурациялай аласыз.
4. Орнатуды тексеру: Терминалды ашып, rustc --version және cargo --version іске қосыңыз, егер нұсқа нөмірі дұрыс көрсетілсе, орнату сәтті болды деген сөз.

Код үлгісі:

rustc --version  # Rust компиляторының нұсқасын көру
cargo --version  # Cargo пакет менеджерінің нұсқасын көру

Төртінші, Rust негізгі синтаксисіне жылдам кіріспе

Төменде Rust-тың негізгі синтаксисі берілген, ол сізге жылдам бастауға көмектеседі:

• Айнымалыларды жариялау:

  let x = 5;          // Өзгермейтін айнымалы
  let mut y = 10;     // Өзгеретін айнымалы
  const PI: f64 = 3.1415926; // Тұрақты
  

• Деректер түрлері:

  • Бүтін сандар: i8, i16, i32, i64, i128, u8, u16, u32, u64, u128, isize, usize

  • Жылжымалы нүкте: f32, f64

  • Логикалық: bool (true, false)

  • Символдық: char (Unicode символы)

  • Жолдар: String, &str

  • Кортеждер: (i32, f64, char)

  • Массивтер: [i32; 5]

  • Тілімдер: &[i32]

  • Құрылымдар:

    struct Point {
        x: i32,
        y: i32,
    }
    

  • Санақтар:

    enum Color {
        Red,
        Green,
        Blue,
    }
    

• Функциялар:

  fn add(x: i32, y: i32) -> i32 {
      x + y
  }
  

• Басқару ағыны:

  • if операторы:

    if x > 5 {
        println!("x is greater than 5");
    } else if x == 5 {
        println!("x is equal to 5");
    } else {
        println!("x is less than 5");
    }
    

  • loop циклі:

    loop {
        println!("This will loop forever");
        break; // Циклден шығу
    }
    ```Rust — бұл жүйелік бағдарламалау тілі, ол жылдамдық, жад қауіпсіздігі және параллельділікке бағытталған. Ол C және C++ тілдерінің орнын басуға арналған, бірақ жадты басқару және қауіпсіздік мәселелерін шешуге баса назар аударады.
    

Бірінші бөлім: Негізгі түсініктер

• Синтаксис: Rust синтаксисі C++ және ML тілдеріне ұқсас.
• Жадты басқару: Rust жадты басқару үшін қарыздар жүйесін (borrow checker) пайдаланады, ол компиляция кезінде жад қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.
• Иелену (Ownership): Әрбір мәліметтердің бір ғана иесі болады. Иесі аяқталған кезде, мәліметтер автоматты түрде босатылады.
• Қарыздау (Borrowing): Бірнеше қарыздаушы бір уақытта мәліметтерді оқи алады, бірақ бір уақытта тек бір ғана өзгертуші қарыздаушы болуы мүмкін.
• Өмір сүру уақыты (Lifetimes): Қарыздаулардың жарамдылығын қамтамасыз ету үшін компилятор өмір сүру уақытын тексереді.

Екінші бөлім: Негізгі синтаксис

1. Айнымалылар

• let көмегімен айнымалыларды жариялау.

• mut көмегімен өзгермелі айнымалыларды жариялау.

  fn main() {
      let x = 5; // Өзгермейтін айнымалы
      let mut y = 10; // Өзгеретін айнымалы
      y = 20;
      println!("y = {}", y);
  }
  

2. Деректер түрлері

• Скалярлық түрлер:

  • Бүтін сандар: i32, u32, i64, u64 және т.б.
  • Қалқыма нүктелі сандар: f32, f64
  • Boolean: bool (true немесе false)
  • Символ: char

• Құрама түрлер:

  • Tuple: (i32, f64, char)
  • Array: [i32; 5]

  fn main() {
      let a: i32 = 10;
      let b: f64 = 3.14;
      let c: bool = true;
      let d: char = 'a';
  
      let tuple: (i32, f64, char) = (1, 2.0, '3');
      let array: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];
  
      println!("a = {}, b = {}, c = {}, d = {}", a, b, c, d);
      println!("tuple = {:?}, array = {:?}", tuple, array);
  }
  

3. Функциялар

• fn кілт сөзімен функцияларды анықтау.

• Функциялар параметрлерді қабылдай алады және мәндерді қайтара алады.

  fn add(x: i32, y: i32) -> i32 {
      x + y
  }
  
  fn main() {
      let sum = add(5, 3);
      println!("Sum = {}", sum);
  }
  

4. Басқару ағыны

• if/else шартты операторлары:

  fn main() {
      let number = 5;
  
      if number < 10 {
          println!("Number is less than 10");
      } else {
          println!("Number is greater than or equal to 10");
      }
  }
  

• loop циклі:

  fn main() {
      let mut counter = 0;
  
      loop {
          println!("Counter = {}", counter);
          counter += 1;
  
          if counter > 5 {
              break;
          }
      }
  }
  

• while циклі:

  fn main() {
      let mut i = 0;
      while i < 5 {
          println!("i = {}", i);
          i += 1;
      }
  }
  

• for циклі:

  fn main() {
      let array = [1, 2, 3, 4, 5];
  
      for element in array.iter() {
          println!("element = {}", element);
      }
  }
  

5. Иелену және қарыздау

• Иелену ережелері:

  • Әрбір мән бір ғана айнымалыға тиесілі болуы мүмкін.
  • Айнымалы аяқталған кезде, оның мәні босатылады.

• Қарыздау ережелері:

  • Бірнеше қарыздаушы бір уақытта мәліметтерді оқи алады (өзгермейтін қарыздау).
  • Бір уақытта тек бір ғана өзгертуші қарыздаушы болуы мүмкін (өзгеретін қарыздау).

  fn main() {
      let s1 = String::from("hello");
      let s2 = s1; // s1 мәні s2-ге жылжытылады, s1 енді жарамсыз
  
      // println!("{}", s1); // Бұл қате тудырады, өйткені s1 енді жарамсыз
      println!("{}", s2);
  
      let s3 = String::from("world");
      let s4 = s3.clone(); // s3 мәнінің көшірмесін жасайды
  
      println!("{}, {}", s3, s4);
  }
  

6. Структуралар

• struct кілт сөзімен құрылымдарды анықтау.

  struct User {
      username: String,
      email: String,
      sign_in_count: u64,
      active: bool,
  }
  
  fn main() {
      let user1 = User {
          username: String::from("johndoe"),
          email: String::from("johndoe@example.com"),
          sign_in_count: 1,
          active: true,
      };
  
      println!("Username: {}", user1.username);
  }
  

7. Enum

• enum кілт сөзімен санақтарды анықтау.

  enum IpAddrKind {
      V4(String),
      V6(String),
  }
  
  fn main() {
      let home = IpAddrKind::V4(String::from("127.0.0.1"));
      let loopback = IpAddrKind::V6(String::from("::1"));
  
      println!("Home: {:?}, Loopback: {:?}", home, loopback);
  }
  

8. Модульдер

• Кодты ұйымдастыру үшін модульдерді пайдалану.

  // my_module.rs
  pub fn hello() {
      println!("Hello from my_module!");
  }
  
  // main.rs
  mod my_module;
  
  fn main() {
      my_module::hello();
  }
  

9. Қателерді өңдеу

• Result және panic! көмегімен қателерді өңдеу.

  use std::fs::File;
  use std::io::ErrorKind;
  
  fn main() {
      let f = File::open("hello.txt");
  
      let _f = match f {
          Ok(file) => file,
          Err(error) => match error.kind() {
              ErrorKind::NotFound => match File::create("hello.txt") {
                  Ok(fc) => fc,
                  Err(e) => panic!("Problem creating the file: {:?}", e),
              },
              other_error => {
                  panic!("Problem opening the file: {:?}", other_error)
              }
          },
      };
  }
  

Үшінші бөлім: Пайдалы құралдар мен оқу ресурстары

• Cargo: Rust пакет менеджері және құрастыру құралы, тәуелділіктерді басқару, жобаларды құрастыру және тестілеуді іске асыру үшін қолданылады.
• Rust Analyzer: Күшті Rust тілінің сервері, кодты толықтыру, синтаксисті тексеру, рефакторинг және т.б. функцияларды ұсынады. VS Code-та сәйкес плагинді орнату ұсынылады.
• Clippy: Rust кодының статикалық талдау құралы, кодтағы ықтимал мәселелерді тексереді және жақсарту бойынша ұсыныстар береді.
• crates.io: Rust пакеттерінің репозиторийі, npm (JavaScript) немесе PyPI (Python) сияқты.
• Ресми құжаттама: Rust тілінің толық құжаттамасын қамтиды.
• Rust by Example: Rust кодының көптеген мысалдарын ұсынады.
• The Rust Programming Language (The Book): Rust ресми оқулығы, оқуға ұсынылады.
• Rustlings: Rust-ті үйренуге арналған интерактивті құрал, Rust-ті бірқатар жаттығуларды шешу арқылы үйрену.
• Онлайн курстар: Udemy, Coursera және т.б. платформаларда Rust бойынша көптеген онлайн курстар бар.

Төртінші бөлім: Тереңдетілген оқу бағыттары

• Асинхронды бағдарламалау (async/await): tokio немесе async-std көмегімен жоғары өнімділіктегі параллельді бағдарламаларды жазу.
• WebAssembly (Wasm): Rust кодын Wasm-ге құрастыру, браузерде іске қосу.
• Кіріктірілген әзірлеме: Rust-ті пайдаланып кіріктірілген жүйелік бағдарламалық жасақтаманы әзірлеу.
• Блокчейн әзірлемесі: Rust-ті пайдаланып блокчейн қосымшаларын әзірлеу, мысалы, Solana смарт келісімшарттарын әзірлеу.

ҚорытындыRust - бұл қиын, бірақ өте құнды бағдарламалау тілі. Ол күшті қауіпсіздік пен өнімділікті қамтамасыз етеді және белсенді қоғамдастыққа ие. Бұл мақала арқылы сізге Rust-ты жылдам бастауға және Rust бағдарламалау сапарыңызды бастауға көмектесеміз деп үміттенеміз. Rust ойынынан бастап, Rust бағдарламалау тілінің құпияларын зерттеңіз, сіз мүлдем жаңа әлемді табасыз.