Rust入门系列：02、Cargo: Rust 的包管理和构建系统

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基本概念

Cargo 是 Rust 的包管理器和构建系统，它简化了 Rust 项目的创建、构建、测试和发布过程。无论是管理项目依赖、构建项目、运行测试还是发布库和应用程序，Cargo 都提供了便捷的工具和命令。本文将详细介绍 Cargo 的功能，并通过代码示例展示如何使用它来管理和构建 Rust 项目。

1. 什么是 Cargo？

Cargo 是 Rust 的包管理器和构建系统。它负责管理项目依赖、编译项目、生成可执行文件和库，并且可以帮助你发布库到 crates.io（Rust 的包注册表）。Cargo 的主要功能包括：

• 项目创建：快速生成项目模板。
• 依赖管理：处理项目的外部依赖。
• 构建和运行：编译项目并生成可执行文件或库。
• 测试：运行项目的测试用例。
• 发布：将库发布到 crates.io。

2. 安装 Cargo

Cargo 与 Rust 一起安装。你可以通过以下命令安装 Rust 和 Cargo：

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

安装完成后，可以使用以下命令验证 Cargo 是否成功安装：

cargo --version

3. 创建新项目

使用 Cargo 创建新项目非常简单。你可以创建一个新的二进制项目或库项目。

• 创建二进制项目：

cargo new hello_world
cd hello_world

这将创建一个名为 hello_world 的目录，包含以下文件和目录结构：

hello_world
├── Cargo.toml
└── src
    └── main.rs

• 创建库项目：

cargo new my_library --lib
cd my_library

这将创建一个名为 my_library 的目录，包含以下文件和目录结构：

my_library
├── Cargo.toml
└── src
    └── lib.rs

4. 构建和运行项目

创建项目后，可以使用以下命令构建和运行项目：

• 构建项目：

cargo build

• 运行项目：

cargo run

• 构建发布版本：

cargo build --release

示例代码 src/main.rs：

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

5. 管理依赖项

在 Cargo 项目中，依赖项在 Cargo.toml 文件中管理。你可以添加第三方库作为依赖项。

示例：添加 rand 库作为依赖项：

在 Cargo.toml 中添加：

[dependencies]
rand = "0.8"

然后在代码中使用：

use rand::Rng;

fn main() {
    let mut rng = rand::thread_rng();
    let n: u32 = rng.gen_range(0..10);
    println!("Random number: {}", n);
}

6. 构建配置

Cargo 允许你通过 Cargo.toml 文件配置构建选项。你可以为不同的构建配置（如调试和发布）设置不同的选项。

示例：在 Cargo.toml 中添加构建配置：

[profile.dev]
opt-level = 0

[profile.release]
opt-level = 3

7. 测试项目

Cargo 提供了内置的测试支持。你可以编写测试并使用 Cargo 运行它们。

示例：在 src/main.rs 中添加测试：

fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn test_add() {
        assert_eq!(add(2, 3), 5);
    }
}

运行测试：

cargo test

8. 发布项目

当你准备好发布你的库时，可以使用 Cargo 将它发布到 crates.io。

• 发布前准备：确保你已经登录并且在 Cargo.toml 中配置了正确的版本、作者和文档信息。

• 发布库：

cargo publish

9. 常用命令汇总

• 创建项目：cargo new <project_name> [--lib]
• 构建项目：cargo build [--release]
• 运行项目：cargo run
• 测试项目：cargo test
• 检查项目：cargo check
• 发布项目：cargo publish

总结

Cargo 是一个强大的工具，它使得 Rust 项目的管理和构建变得非常简单和高效。无论是创建项目、管理依赖、运行测试还是发布库，Cargo 都提供了简洁的命令和配置选项，让开发者能够专注于编写高质量的代码。