练习与自测

本章练习共 5 题，答案折叠在每题下方。建议先自己写、编译通过后再展开答案；难度标记：★☆☆ 基础 / ★★☆ 综合 / ★★★ 挑战。

本章练习是「环境与学习准备」性质的，重点是让工具链和习惯就位。

练习 1：第一个 Cargo 工程

难度：★☆☆

要求：建立一个名为 hello_rust 的工程，改写成输出两行：一行英文问候，一行中文问候（含你的名字），并分别用 cargo run 和 cargo run --release 运行，观察 target/ 目录下的产物差异。

提示：注意 target/debug/ 与 target/release/。

参考答案（先自己写再看）

mkdir rust-practice
cd rust-practice
cargo new hello_rust
cd hello_rust

src/main.rs：

fn main() {
    let name = "Rust 学习者";
    println!("hello, {name}!");
    // 中文输出完全没问题：源码本身必须是 UTF-8，println! 写到 stdout 也是 UTF-8
    println!("你好，{name}！这是你的第一个 Rust 程序。");
}

运行：

cargo run             # 产物：target/debug/hello_rust.exe（含调试符号，未优化）
cargo run --release   # 产物：target/release/hello_rust.exe（优化后，体积与速度都不同）
Get-ChildItem target -Recurse -Filter hello_rust.exe | Select-Object FullName, Length

要点解析：

• cargo run 默认是 debug profile（opt-level = 0，开启调试断言）；--release 是 opt-level = 3。
• 整数溢出行为不同：debug 下溢出会 panic，release 下会环绕（详见 变量与流程控制）。这不是小事，调 bug 时务必在 debug 下复现。
• {name} 是内联格式参数（1.58+ 稳定），等价于 println!("hello, {}!", name)；比 {} 更短且不会出现参数顺序错误。

练习 2：工具链自检与组件安装

难度：★☆☆

要求：用一条命令确认本机 rustc、cargo 版本与默认工具链，并把结果记在你的笔记里。然后回答：如果 rustup component list --installed 里没有 clippy，应该执行什么命令？

提示：rustup 负责工具链，cargo 负责工程。

参考答案（先自己写再看）

rustc --version; cargo --version; rustup show

典型输出（Windows 默认安装，版本号以你本机为准）：

rustc 1.98.1 (48a229cea 2026-09-01)
cargo 1.98.1 (797e8a9bc 2026-08-05)
Default host: x86_64-pc-windows-msvc
rustup home:  C:\Users\<你>.rustup

installed toolchains
--------------------
stable-x86_64-pc-windows-msvc (active, default)

缺少 clippy 时：

rustup component add clippy

要点解析：rustc/cargo 由 rustup 管理的工具链提供，版本号必然同源。rustup component add 会把组件装到当前活动工具链下；若你有多个工具链，可加 --toolchain stable 明确指定。

练习 3：判断 move 导致的编译错误

难度：★★☆

要求：判断下面这段代码能否编译通过，并说明理由；如果不能，给出最小修改。

fn main() {
    let s = String::from("hello");
    let t = s;
    println!("{s} {t}");
}

提示：String 是堆分配类型，不实现 Copy。

参考答案（先自己写再看）

不能编译。 报错：

error[E0382]: borrow of moved value: `s`
 --> src/main.rs:4:15
  |
2 |     let s = String::from("hello");
  |         - move occurs because `s` has type `String`,
  |           which does not implement the `Copy` trait
3 |     let t = s;
  |             - value moved here
4 |     println!("{s} {t}");
  |                ^ value borrowed here after move

修改方案（三选一）：

// 方案 1：克隆，两处都能用（有额外分配成本）
fn main() {
    let s = String::from("hello");
    let t = s.clone();
    println!("{s} {t}");
}

// 方案 2：借用，不转移所有权（推荐，零成本）
fn main() {
    let s = String::from("hello");
    let t = &s;
    println!("{s} {t}");
}

// 方案 3：只在最后用一次，交换使用顺序（把 s 用完再移动）
fn main() {
    let s = String::from("hello");
    println!("{s}");
    let t = s;
    println!("{t}");
}

要点解析：这是 Rust 与几乎所有主流语言最不同的地方。String 在堆上有缓冲区，如果 s 和 t 都能用，程序结束时就会 free 两次——Rust 直接在编译期禁止了这种可能。〈所有权〉一章会完整讲 move / Copy / 借用的判定规则。

练习 4：编辑器与开发环境配置

难度：★★☆

要求：你打算用的编辑器是 VS Code。列出让 Rust 开发体验正常所需的至少 3 项配置或扩展，并说明每一项解决什么问题。

提示：语言服务、保存即格式化、内联类型提示（inlay hints）。

参考答案（先自己写再看）

1. 扩展 rust-analyzer（官方推荐，替代已废弃的 Rust 扩展）：提供补全、跳转定义、错误实时提示、cargo check 集成。注意它需要 rustup component add rust-analyzer 或使用扩展自带二进制。
2. 保存时格式化：settings.json 中开启

{
  "editor.formatOnSave": true,
  "[rust]": { "editor.defaultFormatter": "rust-lang.rust-analyzer" }
}

3. 内联类型提示（inlay hints）：Rust 大量依赖类型推断，打开 inlay hints 能直接看到 let v = Vec::new() 推断出的具体类型，学习期非常有用：

{
  "rust-analyzer.inlayHints.typeHints.enable": true,
  "rust-analyzer.inlayHints.parameterHints.enable": true,
  "rust-analyzer.inlayHints.chainingHints.enable": true
}

4. （加分）cargo check 而非 cargo build 做快速反馈：rust-analyzer.check.command 设为 "clippy" 可以让编辑器里直接显示 clippy 建议。

要点解析：rust-analyzer 与 cargo 是配合关系：前者负责 IDE 体验，后者负责真实构建。两者版本不一致时可能出现「编辑器不报错但 cargo build 失败」，此时以 cargo build 为准。

练习 5：越界访问为何是 panic 而非编译错误

难度：★★★

要求：不查资料，先写下你的猜测：下面这段代码在 Rust 里是编译错误还是能运行但可能 panic？然后运行验证，并解释为什么 Rust 选择这个设计。

fn main() {
    let v = vec![1, 2, 3];
    println!("{}", v[10]);
}

提示：想想数组下标在 C 语言里意味着什么。

参考答案（先自己写再看）

能编译，运行期 panic：

thread 'main' panicked at src/main.rs:3:20:
index out of bounds: the len is 3 but the index is 10
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace

为什么不是编译错误：v[10] 的下标是运行期才知道的值，编译器无法静态证明它越界（若下标来自用户输入或计算结果，静态检查就不可判定）。Rust 的态度是：不能静态保证的，就用运行期检查兜底，且不允许静默越界。

想避免 panic 的写法：

fn main() {
    let v = vec![1, 2, 3];

    // 方式 1：get 返回 Option，越界得到 None
    match v.get(10) {
        Some(x) => println!("{x}"),
        None => println!("下标越界，但没有崩溃"),
    }

    // 方式 2：提供默认值
    println!("{}", v.get(10).copied().unwrap_or(-1));
}

要点解析：

• C/C++ 的 v[10] 是未定义行为（可能读到垃圾、可能崩溃、可能被优化器做出任意推断），Rust 把它变成确定的 panic。
• get 返回 Option<&T> 是「可失败访问」的惯用 API，〈集合与迭代器〉一章会系统讲。
• 这与上一条 move 规则形成对比：能静态检查的一律静态拒绝，不能静态检查的用运行期检查 + Option/Result 显式表达。这就是 Rust 的两条基本设计线。

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本章小结 / 自测清单

• 我能用一句话说清 Rust 的核心承诺（无 GC + 编译期内存与并发安全）。
• 我知道 Rust 不擅长的领域，不会在错误的场景硬上。
• 我已跑通环境自检脚本，cargo run 能输出中文。
• 我选定了自己的学习路径（快速上手 / 系统学习 / Async 后端）并写下了时间安排。
• 我知道遇到报错时先去 附录 B 和 cargo explain 查。
• 我建好了练习工程目录，知道 src/bin/*.rs 一题一文件的用法。
• 我已能分辨「能静态检查 → 编译期拒绝」与「不能静态检查 → panic / Option」这两条设计线。

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