about the Rust

この document の方向性。

言語コンセプトですね。
簡単に言えば、この言語を使うと何が嬉しいんだっけ？というやつです。

この document の reference ではなく、読み物としての link 集

• The Rust Programming Language 日本語版
• DRY - Rust を始めるための資料集
• Zenn - Rust 入門
• Zenn - RustCoder AtCoder と Rust で始める競技プログラミング入門
• Zenn - Rust は何を解決しようとしたのか; メモリとリソースと所有権
• いもす研 - Rust は何が新しいのか（基本的な言語機能の紹介）

Rust の特徴や pros

Package 周り

• rustup
  • Rust のツールチェーン
    • Rust コンパイラ (rustc) や language server などを install するときに使う
• cargo
  • Package マネージャー / build tool

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• 基本的に rustup は最初の install 時のみ使う。基本的な作業としては cargo を使う
• cargo 自体は binary
• コンパイラと同じ母体が開発しているためグダグダにならない (pip とか npm / yarn みたいなことがない)
  • パッケージレジストリも今の所唯一 (crates.io)
• 最近の他言語の Package マネージャー / build tool がやれることは大体できる
  • セマンティックバージョニングで依存関係を管理
  • git からのソースを取得
  • 依存関係のプロジェクト毎の隔離
    • not Python pip
  • lock ファイルでの再現性のあるビルド
  • 設定を殆ど書かなくて良い
  • ライブラリとバイナリの両方を扱える
  • テスト用などの開発時専用の依存関係を書ける
• 面倒を見る範囲が広い
  • スケルトン生成 (cargo new)
  • エラーチェック (cargo check)
  • ビルド (cargo build)
  • 実行 (cargo run)
  • テスト (cargo test)
  • ドキュメント生成 (cargo doc)
  • パッケージの release (cargo publish)
  • パッケージバイナリのインストール (cargo install)
• formatter としては、rust-lang/rustfmt という同じ母体のデファクトツールが有る

Documentation comment

• /// や //! といった通常のコメント (//) とことなる特殊なコメントを書ける
• cargo doc で HTML 形式のドキュメントを自動生成できる
• コメント内で markdown が書ける
• コメント内に test code が書けて実行できる
• すべて言語組み込みとして実装されている

Test

• 言語組み込みでテストモジュールが含まれている cargo test
• 単体テストは基本的に同ファイル内に書く
• もっと上の layer のテストは tests directory に書く
• test library としての基本的な機能は大体揃っている
• cargo bench というベンチマーク用のコマンドもある

Build

• cargo build で library や binary を生成する
• cargo build --target でクロスコンパイルできる
  • libc とかに静的リンクした binary がほしければ、x86_64-unknown-linux-musl を target にすれば良い
  • Docker の scratch image とかに、そのまま binary を add して動かせる

$ rustup target list | pr -w 90 --column=3

aarch64-apple-darwin	      i586-unknown-linux-musl	    thumbv6m-none-eabi
aarch64-apple-ios	      i686-linux-android	    thumbv7em-none-eabi
aarch64-fuchsia		      i686-pc-windows-gnu	    thumbv7em-none-eabihf
aarch64-linux-android	      i686-pc-windows-msvc	    thumbv7m-none-eabi
aarch64-pc-windows-msvc	      i686-unknown-freebsd	    thumbv7neon-linux-androideabi
aarch64-unknown-linux-gnu     i686-unknown-linux-gnu	    thumbv7neon-unknown-linux-gnu
aarch64-unknown-linux-musl    i686-unknown-linux-musl	    thumbv8m.base-none-eabi
aarch64-unknown-none	      mips-unknown-linux-gnu	    thumbv8m.main-none-eabi
aarch64-unknown-none-softfloa mips-unknown-linux-musl	    thumbv8m.main-none-eabihf
arm-linux-androideabi	      mips64-unknown-linux-gnuabi64 wasm32-unknown-emscripten
arm-unknown-linux-gnueabi     mips64-unknown-linux-muslabi6 wasm32-unknown-unknown
arm-unknown-linux-gnueabihf   mips64el-unknown-linux-gnuabi wasm32-wasi
arm-unknown-linux-musleabi    mips64el-unknown-linux-muslab x86_64-apple-darwin
arm-unknown-linux-musleabihf  mipsel-unknown-linux-gnu	    x86_64-apple-ios
armebv7r-none-eabi	      mipsel-unknown-linux-musl	    x86_64-fortanix-unknown-sgx
armebv7r-none-eabihf	      nvptx64-nvidia-cuda	    x86_64-fuchsia
armv5te-unknown-linux-gnueabi powerpc-unknown-linux-gnu	    x86_64-linux-android
armv5te-unknown-linux-musleab powerpc64-unknown-linux-gnu   x86_64-pc-windows-gnu
armv7-linux-androideabi	      powerpc64le-unknown-linux-gnu x86_64-pc-windows-msvc
armv7-unknown-linux-gnueabi   riscv32i-unknown-none-elf	    x86_64-rumprun-netbsd
armv7-unknown-linux-gnueabihf riscv32imac-unknown-none-elf  x86_64-sun-solaris
armv7-unknown-linux-musleabi  riscv32imc-unknown-none-elf   x86_64-unknown-freebsd
armv7-unknown-linux-musleabih riscv64gc-unknown-linux-gnu   x86_64-unknown-illumos
armv7a-none-eabi	      riscv64gc-unknown-none-elf    x86_64-unknown-linux-gnu (ins
armv7r-none-eabi	      riscv64imac-unknown-none-elf  x86_64-unknown-linux-gnux32
armv7r-none-eabihf	      s390x-unknown-linux-gnu	    x86_64-unknown-linux-musl
asmjs-unknown-emscripten      sparc64-unknown-linux-gnu	    x86_64-unknown-netbsd
i586-pc-windows-msvc	      sparcv9-sun-solaris	    x86_64-unknown-redox
i586-unknown-linux-gn

IDE

• vscode に rust という拡張を入れる
• language server や formatter と連携しつついい感じにやってくれる
• コンパイラによるエラーもコード上に表示してくれる
  • 基本的に Rust はコンパイラから怒られなければなんとかなる言語

後方互換性

• Edition という概念で後方互換性を維持している
• Cargo.toml という node.js でいう package.json みたいなファイルに edition = 2018 のように書く
• 現在の edition は、2015 と 2018 のみ
• edition が違うからといって、別のコンパイラを使うみたいなことはない

言語仕様というか言語コンセプト

• 性能、メモリ安全性、安全な並行性を目指して設計されたマルチパラダイム言語
• GC なしでのメモリ安全性
  • 値と変数に所有権や lifetime という概念を導入して、コンパイル時にチェックする
• 表面上は手続き型、小さな単位でのコードの書き方は関数型 (あんまりゴリゴリのやつではなくイテレータとかラムダ式とかライトなやつ)
• 変数は基本的に immutable、可変変数を扱いたい場合は mut keyword を使う
• 基本的に「文」ではなく「式」 (e.g. if 式)
• 静的型付けかつ強い型付け
  • コンパイル時に全ての型を決定しなければならない
  • ただ、強い型推論があるため、変数の型を一々書くことはない
  • 型システムとしては impl、trait, struct, enum を基本として、Generics も使える
• 例外はない

例外処理

• 戻り値を使ってエラーハンドリングする (Go みたいに)
• 基本的に関数は Result<T, E> という Result 型 (enum) を返すように書く

enum Rusult<T, E> {
  Ok(T),
  Err(E)

• 厳密には match 式を使ってエラー処理を書いていく
• 回復不能なエラーとして panic! マクロが用意されている
  • 巻き戻してメモリの片付けなどして異常終了する

---

• 流石に全部独自 Error を定義したり、match 式で判定するのは面倒なため、色々なシンタックスシュガーが用意されている
  • ? 演算子
    • 値が Err なら即座に return する (例外のようなもの)
  • and_then や unwrap のようなメソッド
  • anyhow や thiserror といった、抽象的なエラー型を集めたり生成するライブラリ

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• ちなみに null も存在しない
  • Option<T> という Option 型 (enum) を使う

enum Option<T> {
    None,
    Some(T),
}

• Result も Option の両方ともちゃんと解決しない場合、コンパイラから怒られる

色々なライブラリ

• 乱数生成
  • rand
• 正規表現
  • regex
• 時刻操作
  • chrono
• ロギング
  • log
• json/yaml 周り
  • serde
    • 良く出来てる
• argument parser
  • clap
• web framework
  • https://github.com/flosse/rust-web-framework-comparison
  • actix_web ってのがデファクト
    • マルチスレッド化はちゃんと書かないといけない

その他

• 時間がなかったもの
  • WebAssembly
  • 並列プログラミング (async / await)
  • Rust から C++ を呼ぶ