第 1 章：语言基础

示例：examples/ch01_basics

学习目标

• 掌握变量、类型、函数与控制流
• 理解「表达式优先」的语法风格
• 能写小型纯逻辑程序

1.1 变量与可变性

let x = 5;          // 不可变
let mut y = 5;      // 可变
y += 1;

const MAX_POINTS: u32 = 100_000; // 常量：必须标注类型，编译期可知

Shadowing（重影）允许复用名字并改变类型：

let spaces = "   ";
let spaces = spaces.len(); // 现在是 usize

Web 场景里，请求处理函数中大量使用不可变绑定；需要改状态时再 mut。

1.2 基本类型

标量

• 整数：i32（默认）、u64、usize…
• 浮点：f64（默认）、f32
• 布尔：bool
• 字符：char（Unicode 标量值，4 字节）

复合

let tup: (i32, f64, char) = (500, 6.4, '中');
let (a, b, c) = tup;

let arr: [i32; 3] = [1, 2, 3];
let first = arr[0];

数组长度固定；动态列表用 Vec（第 5 章）。

1.3 函数与表达式

Rust 里很多语法结构是表达式，能返回值：

fn abs_diff(a: i32, b: i32) -> i32 {
    if a > b { a - b } else { b - a }
}

fn describe(n: i32) -> &'static str {
    match n {
        0 => "zero",
        1..=9 => "single digit",
        _ => "big",
    }
}

注意：

• 函数签名必须标注参数/返回类型
• 最后一行无分号 = 返回该表达式
• return 可提前返回

1.4 控制流

// loop 可带值 break
let mut n = 0;
let doubled = loop {
    n += 1;
    if n == 10 {
        break n * 2;
    }
};

for i in 0..5 {
    println!("{i}");
}

for item in ["a", "b", "c"] {
    println!("{item}");
}

match 必须穷尽；这是后端里解析枚举状态机的主力。

独占范围模式（可读性更好）

fn bucket(n: u8) -> &'static str {
    match n {
        0 => "zero",
        1..10 => "single digit (1-9)", // 1 到 9，不含 10
        10..=99 => "two digits",
        _ => "big",
    }
}

let chains（Edition 2024 / 1.88+，1.97 完全可用）

把多层 if let 拍平，后端参数校验非常常见：

fn can_publish(title: Option<&str>, user_active: bool) -> bool {
    if let Some(t) = title && !t.is_empty() && user_active {
        true
    } else {
        false
    }
}

1.5 字符串初识

let s1: &str = "hello";      // 字符串切片（通常只读视图）
let s2: String = String::from("hello"); // 可增长的堆字符串
let s3 = format!("{s1}, world");

规则直觉：

• API 入参优先 &str
• 需要拥有/修改时用 String
• JSON body 反序列化常见 String 字段

1.6 打印与调试

println!("user={} id={}", "neo", 1);
eprintln!("warn: something off");
dbg!(1 + 2); // 开发期调试，打印表达式与位置

生产日志后面用 tracing，不要只靠 println!。

1.7 与 Web 的关系

即使写 HTTP handler，底层仍是这些基础：

fn status_text(code: u16) -> &'static str {
    match code {
        200 => "OK",
        201 => "Created",
        400 => "Bad Request",
        404 => "Not Found",
        500 => "Internal Server Error",
        _ => "Unknown",
    }
}

1.8 面向 Rust 1.97 / edition 2024 的小提示

1. 新项目直接写 edition = "2024" + rust-version = "1.97"。
2. 优先用 match / let-else / let chains / Option/Result，少写哨兵值。
3. 调试先 cargo check，再 cargo clippy；1.97 的诊断信息通常已经足够定位。
4. 格式化与 CI 对齐：cargo fmt --check + cargo clippy --all-targets。
5. 文档代码块可用 cargo test 的 doc-test 守真（见第 8 章）。
6. 先别用尚未稳定的 gen/yield、try { ... } 表达式（1.97 仍 experimental）。
7. 完整特性映射见 附录 F。

运行示例

cd examples
cargo run -p ch01_basics

本章小结

• let 默认不可变，mut 显式可变；shadowing 允许复用名字并改变类型
• 标量类型（整数、浮点、bool、char）与复合类型（元组、数组）；数组定长，动态列表用 Vec
• 函数签名必须标注类型；if/match/块都是表达式，末行无分号即返回值
• match 必须穷尽，支持 1..10（独占）与 1..=9（含端点）范围模式
• let chains（Edition 2024）把多层 if let 拍平，参数校验常用
• &str 是只读切片，String 是可增长堆字符串；API 入参优先 &str
• 开发期用 dbg!/println! 调试，生产日志交给 tracing

自测清单

• [ ] 我能解释 let、mut 与 shadowing 的区别
• [ ] 我能说出「表达式优先」意味着什么（末行无分号即返回值）
• [ ] 我能写出穷尽的 match，包括范围模式
• [ ] 我能用 loop 带值 break、用 for 遍历范围与数组
• [ ] 我能说出 &str 与 String 各自的适用场景

练习

1. 写 celsius_to_fahrenheit 与反向函数。
2. 实现猜数字（固定答案版即可）：循环读入、比较大小。
3. 写函数统计字符串里元音字母数量（先用 char 遍历）。

动手做题：打开 examples/ch01_basics/src/exercises.rs，把 todo!() 换成你的实现（fahrenheit_to_celsius 华氏转摄氏、guess_hint 猜数字提示、fizzbuzz）：

cd examples
cargo test -p ch01_basics -- --ignored   # 自动判题（没做完时失败是预期的）

全部通过后对照参考答案 src/solutions.rs（默认随 cargo test 验证，答案保证可靠）。

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