你可能被告知Rust是復(fù)雜的，但這不是真的，實際上Rust比你想象的要復(fù)雜得多！在這篇文章中，將向你展示Rust隱藏其復(fù)雜性的不同方式。

首先，讓我們從一個看似簡單的hello world程序開始。

圖片

程序看起來很簡單，只是一個主函數(shù)和一個打印語句。但這不是編譯器看到的，注意println!不是一個函數(shù)，它是一個宏，這意味著它在編譯時擴展成更復(fù)雜的代碼。

在這個例子中，還有一些不是由宏生成的隱藏代碼，這個隱藏代碼我們可以使用一個叫做cargo expand的工具：

圖片

cargo expand是一個強大的開發(fā)工具，它向我們展示了編譯器在展開宏和應(yīng)用編譯器轉(zhuǎn)換后看到的完整rust代碼。

如果我們運行cargo expand，hello world示例將展開為以下代碼：

圖片

讓我們一步一步來分析代碼，前三行導(dǎo)入Prelude，它是一組在標(biāo)準(zhǔn)庫中定義的常用項，包括常用的Trait、Box智能指針、Option和Result枚舉等。

第一行啟用了prelude_import特性，通常表示不穩(wěn)定或不斷發(fā)展的功能。prelude_import特性允許Rust團隊可以在編譯器內(nèi)部修改處理prelude_import的方式，從而在不影響用戶代碼的情況下實現(xiàn)潛在的優(yōu)化。

第二行是一個特殊屬性，確保Prelude中的各項在你的整個代碼庫中可用。

第三行是將Rust 2021版本中的所有項導(dǎo)入到當(dāng)前作用域內(nèi)。每3年升級一次的這種Rust版本是一種引入突破性變化的機制，而不是強迫每個人每3年必須升級一次。新的版本會引入新的功能和語法，但這些都是可選擇的，這樣你就不必升級每個crate，可以選擇對你有用的新特性，且一個版本中的crate必須與其他版本中編譯的crate無縫互操作。這意味著你可以獲得新特性的好處，而不會破壞現(xiàn)有的代碼。

接下來的兩行告訴編譯器使用Rust標(biāo)準(zhǔn)庫宏。use是一個屬性，表示允許使用標(biāo)準(zhǔn)庫中的宏，而不需要顯式導(dǎo)入。extern crate std聲明了對標(biāo)準(zhǔn)庫的依賴，大多數(shù)crate不需要extern，因為編譯器會自動鏈接Cargo.toml中定義的依賴項。這里使用extern crate std行來支持舊版本的println!宏。

讓我們看一下main中的代碼，這是println!宏展開成的代碼，_print是rust的IO模塊中的底層函數(shù)，處理實際的字符串打印。

format_args!是另一個宏，可以處理任何格式化參數(shù)的字符串格式化。它是一個特殊的宏，直接內(nèi)置于編譯器中，實際上不會擴展為rust代碼。

讓我們看一下_print的定義：

圖片

我們看到它調(diào)用了一個更底層的函數(shù)print_to，它接受格式化的字符串參數(shù)，一個緩沖區(qū)，在這個例子中是標(biāo)準(zhǔn)輸出，一個標(biāo)簽，然后將字符串打印到緩沖區(qū)并處理任何可能的錯誤。

回到我們的hello world示例，我們看到_print在內(nèi)部作用域中被調(diào)用，這是Rust處理宏展開的一部分。內(nèi)部作用域中確保宏展開期間創(chuàng)建的臨時變量或表達(dá)式不會泄漏到周圍的作用域中，并有助于防止意外的變量遮蔽或生命周期問題。

現(xiàn)在，為了運行這個擴展代碼，需要切換到nightly編譯器，并啟用print internal特性：

圖片

因為這段代碼使用了內(nèi)部編譯器特性，而這些特性不是rust穩(wěn)定的公共API的一部分。現(xiàn)在我們可以運行我們的hello world示例，正如你所看到的，rust在幕后做了很多工作，即使是簡單的程序，比如println!宏，也被擴展成了更復(fù)雜的優(yōu)化代碼。

總結(jié)

Rust會自動導(dǎo)入常用的項并鏈接到標(biāo)準(zhǔn)庫，甚至簡單的操作都有我們看不到的安全檢查和優(yōu)化，Rust管理復(fù)雜性的方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的hello world示例。

從使用所有權(quán)系統(tǒng)自動管理內(nèi)存，到使用Result類型和問號操作符簡化錯誤處理，再到提供包管理器、檢查器和格式化器等內(nèi)置工具。Rust一直致力于管理復(fù)雜性，讓我們的編程更輕松。