## Hello, Cargo!

Cargo 是 Rust 的构建系统和包管理器。大多数 Rustacean 们使用 Cargo 来管理他们的 Rust 项目，因为它可以为你处理很多任务，比如构建代码、下载依赖库，以及编译这些库。（我们把代码所需要的库叫做依赖（dependency））。

最简单的 Rust 程序（如我们刚刚编写的）不含任何依赖。所以如果使用 Cargo 来构建 “Hello, world!” 项目，将只会用到 Cargo 构建代码的那部分功能。在编写更复杂的 Rust 程序时，你将添加依赖项，如果使用 Cargo 启动项目，则添加依赖项将更容易。

由于绝大多数 Rust 项目使用 Cargo，本书接下来的部分假设你也使用 Cargo。如果使用“安装” 部分介绍的官方安装包的话，则自带了 Cargo。如果通过其他方式安装的话，可以在终端输入如下命令检查是否安装了 Cargo：

    $ cargo --version

如果你看到了版本号，说明安装成功！如果看到类似 `command not found` 的错误，你应该查看相应安装文档以确定如何单独安装 Cargo。

### 使用 Cargo 创建项目

我们使用 Cargo 创建一个新项目，然后看看与上面的 Hello, world! 项目有什么不同。回到 projects 目录（或者你存放代码的目录）。接下来，可在任何操作系统下运行以下命令：

    $ cargo new hello_cargo
    $ cd hello_cargo

第一行命令新建了名为 hello_cargo 的目录。我们将项目命名为 hello_cargo，同时 Cargo 在一个同名目录中创建项目文件。

进入 hello_cargo 目录并列出文件。将会看到 Cargo 生成了两个文件和一个目录：一个 Cargo.toml 文件，一个 src 目录，以及位于 src 目录中的 main.rs 文件。

它也在 hello_cargo 目录初始化了一个 Git 仓库，并带有一个 .gitignore 文件。如果在现有的 Git 仓库中运行 `cargo new`，则不会生成 Git 文件；但你可以使用 `cargo new --vcs=git` 来无视此限制，强制生成 Git 文件。

> 注意：Git 是一个常用的版本控制系统（version control system， VCS）。可以通过 `--vcs` 参数使 `cargo new` 切换到其它版本控制系统，或者不使用 VCS。运行 `cargo new --help` 查看可用的选项。

使用你喜欢的文本编辑器打开 Cargo.toml 文件。它应该看起来如示例 1-2 所示：

文件名：Cargo.toml

    [package]
    name = "hello_cargo"
    version = "0.1.0"
    edition = "2021"

    [dependencies]

示例 1-2：cargo new 命令生成的 Cargo.toml 的内容

此文件使用 TOML (Tom's Obvious, Minimal Language) 格式，这是 Cargo 配置文件的格式。

第一行，`[package]`，是一个表块（section）标题，表明下面的语句用来配置一个包（package）。随着我们在这个文件增加更多的信息，还将增加其他表块。

接下来的三行设置了 Cargo 编译程序所需的配置：项目的名称、版本，以及使用的 Rust 大版本号（edition，区别于 version）。附录 E 会介绍 `edition`（译注：Rust 的核心版本，即 2015、2018、2021 版等） 的值。

最后一行，`[dependencies]` 是一个表块的开头，你可以在其中列出你的项目所依赖的任何包。在 Rust 中，代码包被称为 crate。这个项目并不需要其他的 crate，不过在第 2 章的第一个项目会用到依赖，那时会用得上这个表块。

现在打开 src/main.rs 看看：

文件名：src/main.rs

    fn main() {
        println!("Hello, world!");
    }

Cargo 生成了一个 “Hello, world!” 程序，正如我们之前编写的示例 1-1！到目前为止，之前项目与 Cargo 生成项目的区别是，Cargo 将代码放在 src 目录，同时项目根目录包含一个 Cargo.toml 配置文件。

Cargo 期望源文件位于 src 目录中。项目根目录只存放说明文件（README）、许可协议（license）信息、配置文件和其他跟代码无关的文件。使用 Cargo 可帮助你保持项目干净整洁。这里为一切事物所准备，一切都位于正确的位置。

对于没有使用 Cargo 开始的项目，比如我们之前创建的 Hello,world! 项目，你可以将其转化为一个 Cargo 项目。将代码放入 src 目录，并创建一个合适的 Cargo.toml 文件。

### 构建并运行 Cargo 项目

现在让我们看看通过 Cargo 构建和运行 “Hello, world!” 程序有什么不同！在 hello_cargo 目录下，输入下面的命令来构建项目：

    $ cargo build
       Compiling hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
        Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 2.85 secs

这个命令会在 target/debug/hello_cargo 下创建一个可执行文件（在 Windows 上是 target\debug\hello_cargo.exe），而不是放在目前目录下。你可以使用下面的命令来运行它：

    $ ./target/debug/hello_cargo # 或者在 Windows 下为 .\target\debug\hello_cargo.exe
    Hello, world!

如果一切顺利，终端上应该会打印出 `Hello, world!`。首次运行 `cargo build` 时，也会使 Cargo 在项目根目录创建一个新文件：Cargo.lock。这个文件记录项目依赖的实际版本。这个项目并没有依赖，所以其内容比较少。您不需要手动更改这个文件，Cargo 会为您管理好它。

我们刚刚使用 `cargo build` 构建了项目，并使用 `./target/debug/hello_cargo` 运行了程序，但是，我们也可以使用 `cargo run` 命令，一次性完成代码编译和运行的操作：

    $ cargo run
        Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.0 secs
         Running `target/debug/hello_cargo`
    Hello, world!

注意这一次并没有出现表明 Cargo 正在编译 `hello_cargo` 的输出。Cargo 发现文件并没有被改变，就直接运行了二进制文件。如果修改了源文件的话，Cargo 会在运行之前重新构建项目，并会出现像这样的输出：

    $ cargo run
       Compiling hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
        Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.33 secs
         Running `target/debug/hello_cargo`
    Hello, world!

Cargo 还提供了一个名为 `cargo check` 的命令。该命令快速检查代码确保其可以编译，但并不产生可执行文件：

    $ cargo check
       Checking hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
        Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.32 secs

为什么你会不需要可执行文件呢？通常，`cargo check` 要比 `cargo build` 快得多，因为它省略了生成可执行文件的步骤。如果你在编写代码时不断检查你的代码，那么使用 `cargo check` 命令可以加快这个过程！为此很多 Rustacean 编写代码时会定期运行 `cargo check` 以确保它们可以编译。当准备好使用可执行文件时才运行 `cargo build`。

我们回顾下已学习的 Cargo 内容：

- 可以使用 `cargo build` 构建项目。
- 可以使用 `cargo run` 一步构建并运行项目。
- 可以使用 `cargo check` 构建项目而无需生成二进制文件来检查错误。
- Cargo 会将构建结果保存到 target/debug 目录，而不是源码所在的目录。

使用 Cargo 的一个额外的优点是，不管你使用什么操作系统，其命令都是一样的。所以从现在开始本书将不再为 Linux 、macOS 或 Windows 提供平台特定的命令。

### 发布构建

当项目最终准备好发布时，可以使用 `cargo build --release` 来优化编译项目。这会在 target/release 而不是 target/debug 下生成可执行文件。这些优化可以让 Rust 代码运行的更快，不过启用这些优化也需要消耗更长的编译时间。这也就是为什么会有两种不同的配置：一种是为了开发，你需要经常快速重新构建；另一种是为用户构建最终程序，它们不会经常重新构建，并且希望程序运行得越快越好。如果你要对代码运行时间进行基准测试，请确保运行 `cargo build --release` 并使用 target/release 下的可执行文件进行测试。

### 把使用 Cargo 当作习惯

对于简单项目而言，使用 Cargo 和直接使用 `rustc` 相比并没有太大的优势，但是在程序变得更加复杂时，它会证明自己的价值。对于拥有多个 crate 的复杂项目，交给 Cargo 来协调构建将简单得多。

尽管 `hello_cargo` 项目很简单，其所使用的很多实用工具，在你将来的 Rust 生涯中也会用得到。其实，要在已存在的项目上构建，可以使用以下命令，通过 Git 检出代码，进入到该项目目录并构建：

    $ git clone example.org/someproject
    $ cd someproject
    $ cargo build

关于更多 Cargo 的信息，请查阅相应文档。

## 总结

你已准备好开启 Rust 之旅了！在本章，你学习了：

- 使用 `rustup` 安装最新稳定版的 Rust
- 更新到新版的 Rust
- 打开本地安装的文档
- 直接通过 `rustc` 编写并运行 “Hello, world!” 程序
- 使用 Cargo 的惯例来创建和运行一个新项目

是时候通过构建更强大的程序来熟悉阅读和编写 Rust 代码了。所以在第 2 章，我们会构建一个猜数字游戏程序。如果你更希望从学习 Rust 常用的编程概念开始，请阅读第 3 章，接着再回到第 2 章。