Wstęp

Uwaga: Niniejsze tłumaczenie oparto na wydaniu książki The Rust Programming Language dostępnej w druku oraz w wersji elektronicznej, wydanych przez No Starch Press.

Witaj na łamach Języka Programowania Rust - wprowadzającej książki o Ruście. Język programowania Rust pomaga w tworzeniu szybszego, bardziej niezawodnego oprogramowania. Konstrukcja języków stawia często wysokopoziomową ergonomię w bezpośrednim konflikcie z niskopoziomowym stopniem kontroli. Rust rzuca wyzwanie temu problemowi. Dzięki zrównoważeniu potężnych możliwości technicznych i świetnego doświadczenia dla programistów, Rust daje szansę objęcia kontroli nad niskopoziomowymi szczegółami (takimi jak zarządzanie pamięcią) bez napotykania na problemy, które tradycyjnie takiej możliwości towarzyszyły.

Dla kogo jest Rust

Rust jest idealnym wyborem dla wielu ludzi z wielu różnych powodów. Przyjrzyjmy się kilku najważniejszym grupom.

Zespoły deweloperów

Rust dowodzi swojej produktywności jako narzędzie kolaboracji wśród dużych zespołów deweloperów, ze zróżnicowaną wiedzą na temat programowania systemowego. Niskopoziomowy kod jest podatny na rozmaite, subtelne błędy (bugi), które w większości innych języków programowania da się wyłapać jedynie poprzez rozległe testy i ostrożne sprawdzanie kodu przez doświadczonych programistów. W Ruście kompilator pełni rolę bramkarza, który nie dopuszcza do skompilowania kodu zawierającego tego typu błędy. Dotyczy to również błędów w programach współbieżnych (wielowątkowych). Współpraca z kompilatorem pozwala zespołowi spędzić więcej czasu na dopracowywaniu logiki programu niż na polowaniu na bugi.

Rust jednocześnie wnosi do świata programowania systemowego nowoczesne narzędzia deweloperskie:

• Cargo - dołączony menedżer zależności i narzędzie do budowania, czyni dodawanie, kompilowanie i zarządzanie zależnościami bezbolesnym i spójnym procesem w obrębie ekosystemu Rusta.
• Rustfmt zapewnia spójny styl kodu wśród deweloperów.
• Serwer języka Rust (Rust Language Server) zapewnia w konkretnych Zintegrowanych Środowiskach Programistycznych (IDE) auto-uzupełnianie oraz ostrzeżenia inline o błędach.

Korzystając z tych oraz innych narzędzi w ekosystemie Rusta, deweloperzy mogą pozostać produktywni również podczas pisania kodu niskopoziomowego.

Uczniowie

Rust jest językiem dla uczniów i osób zainteresowanych uczeniem się systemowych pojęć. Z pomocą Rusta, wielu ludzi poznało tematy z zakresu rozwoju systemów operacyjnych. Społeczność Rusta jest niezwykle gościnna i chętnie odpowiada na pytania uczniów. Poprzez zaangażowanie w projekty takie jak niniejsza książka, zespoły tworzące Rusta chcą uczynić pojęcia systemowe osiągalnymi dla większej ilości osób, szczególnie tych, dla których programowanie jest czymś zupełnie nowym.

Firmy

W setkach dużych i małych firm używa się Rusta do różnych zadań, w poczet których można zaliczyć: narzędzia linii poleceń, usługi sieciowe, narzędzia w DevOps, urządzenia wbudowane, analizę i przetwarzanie audio i video, kryptowaluty, bioinformatykę, silniki wyszukiwarek, aplikacje w Internecie Rzeczy, uczenie maszynowe, a nawet główne komponenty przeglądarki sieciowej Firefox.

Programiści open source

Rust jest dla tych, którzy chcą tworzyć również sam język Rust, jego społeczność, narzędzia deweloperskie oraz biblioteki. Z przyjemnością ujrzelibyśmy Twój wkład w tworzenie Rusta.

Ludzie, którzy cenią szybkość i stabilność

Rust powstał dla ludzi, którzy poszukują w języku programowania szybkości i stabilności. Przez szybkość rozumiemy zarówno szybkość działania programów napisanych w Ruście, jak i oferowaną przez ten język szybkość ich pisania. Weryfikacje przez kompilator Rusta zapewniają stabilność programu podczas refaktorowania i dodawania nowych funkcjonalności. Kontrastuje to z kruchym, zaległym kodem, którego deweloperzy często boją się modyfikować, co ma miejsce w językach pozbawionych podobnych mechanizmów kontroli. Dążąc do wykorzystania bezkosztowych abstrakcji oraz wysokopoziomowych rozwiązań, które kompilują się do kodu niskopoziomowego równie szybkiego, co ten pisany ręcznie, Rust stara się, aby bezpieczny kod mógł być jednocześnie szybki.

Twórcy Rusta mają nadzieję wspierać również wielu innych użytkowników. Wymienieni stanowią jedynie kilkoro z największych interesariuszy. Ogólnie rzecz ujmując, największą aspiracją Rusta jest wyeliminowanie kompromisów, które programiści zaakceptowali w ciągu dekad, poprzez zaoferowanie jednocześnie: bezpieczeństwa i produktywności, szybkości oraz ergonomii. Wypróbuj Rusta i sprawdź, czy i tobie pasują jego wybory.

Dla kogo jest ta książka

Niniejsza książka zakłada, że czytelnik pisał już kod w innym języku, ale nie określa w żaden sposób, w jakim. Starano się dostarczyć materiał szeroko dostępny dla osób o wysoce zróżnicowanych podstawach w programowaniu. Nie poświęcono wiele czasu tłumaczeniu, czym jest programowanie lub jak o nim myśleć. Jeżeli jesteś osobą zupełnie nową w temacie programowania, większe korzyści przyniesie ci przeczytanie innych pozycji, wprowadzających do programowania.

Jak używać tej książki

Głównym założeniem w książce jest to, że jest ona czytana kolejno, od początku do końca. Późniejsze rozdziały opierają się na pojęciach z rozdziałów wcześniejszych, a te z kolei mogą nie wchodzić w niektóre szczegóły omawianego tematu. Do wielu tematów wracamy zazwyczaj w późniejszych rozdziałach.

W książce znajdują się rozdziały dwojakie: pojęciowe i projektowe. W rozdziałach pojęciowych zapoznasz się z aspektami Rusta, a w rozdziałach projektowych stworzymy razem krótkie programy wykorzystujące wiedzę przekazaną do danego momentu. Rozdziałami projektowymi są te o numerach 2, 12 i 20. Pozostałe to rozdziały pojęciowe.

Rozdział 1 wyjaśnia, jak zainstalować Rusta, jak napisać program „Witaj, świecie!” oraz jak używać Cargo - menedżera pakietów i narzędzie budowania Rusta. Rozdział 2 jest praktycznym wprowadzeniem do języka Rust. Poszczególne pojęcia omawiamy tu ogólnie, podczas gdy szczegóły zostaną wyjaśnione w późniejszych rozdziałach. Jeżeli chcesz od razu pobrudzić sobie ręce, rozdział 2 jest do tego idealnym miejscem. W rozdziale 3 omawiane są funkcje języka Rust podobne do tych z innych języków programowania. Z rozdziału 4 można nauczyć się systemu własności w Ruście. Jeśli jednak należysz do szczególnie skrupulatnych czytelników, którzy wolą poznać każdy szczegół przed przejściem do kolejnych tematów, możesz wstępnie pominąć rozdział 2 i przejść prosto do rozdziału 3, po czym cofać się do rozdziału 2 dopiero, gdy zechcesz wykorzystać w opisanym tam projekcie rzeczy, których się nauczyłeś.

Rozdział 5 omawia struktury i metody, a rozdział 6 obejmuje typy wyliczeniowe enum, wyrażenia match oraz konstrukcję if let. Struktury i typy wyliczeniowe stosowane są w Ruście do tworzenia własnych typów.

W rozdziale 7 dowiadujemy się o systemie modułów w Ruście oraz o zasadach prywatności przy organizacji kodu oraz jego publicznego Interfejsu Programowania Aplikacji (API). Rozdział 8 omawia niektóre popularne struktury danych kolekcji dostarczone przez bibliotekę standardową, takie jak wektory, ciągi znaków (string) i tablice mieszające (hash map). Rozdział 9 odkrywa filozofię oraz techniki obsługi błędów w Ruście.

Rozdział 10 wchodzi w temat typów ogólnych, cech (traits) oraz trwałości (lifetimes), które dają ci możliwość definiowania kodu, odnoszącego się do wielu typów danych. Rozdział 11 jest w całości poświęcony testowaniu, które mimo gwarancji bezpieczeństwa Rusta nadal jest konieczne, by zapewnić prawidłową logikę wykonywania programów. W rozdziale 12 budujemy natomiast własną implementację fragmentu funkcjonalności polecenia grep, które wyszukuje tekst w treści plików. Do tego celu będzie potrzebny cały szereg pojęć omówionych w poprzednich rozdziałach.

Rozdział 13 omawia domknięcia (closures) oraz iteratory: cechy Rusta wywodzące się z języków funkcyjnych. W rozdziale 14 głębiej przyglądamy się Cargo i mówimy o najlepszych praktykach dotyczących dzielenia się swoimi bibliotekami z innymi programistami. Rozdział 15 omawia dostarczone w bibliotece standardowej inteligentne wskaźniki oraz cechy, które zapewniają im funkcjonalność.

W rozdziale 16 przechodzimy przez różne modele programowania współbieżnego oraz tłumaczymy, jak Rust pomaga w programowaniu wielowątkowym bez obaw. Rozdział 17 wyjaśnia z kolei, jak idiomy Rusta można porównać do zasad programowania obiektowego, z którym możesz być już zaznajomiony.

Rozdział 18 omawia wzorce oraz dopasowywanie wzorców, co jest potężnym narzędzie do wyrażania myśli w programach pisanych w Ruście. Rozdział 19 jest swoistym tyglem ciekawszych, zaawansowanych tematów, wliczając niebezpiecznego Rusta i więcej na temat trwałości, cech, typów, funkcji i domknięć.

W rozdziale 20 tworzymy projekt, w którym implementujemy wielowątkowy, niskopoziomowy serwer sieciowy!

Na zakończenie, kilka dodatków zawiera przydatne informacje o języku w formacie przypominajacym książkę referencyjną. Dodatek A obejmuje słowa kluczowe Rusta, Dodatek B operatory i symbole, Dodatek C omawia dostarczone przez bibliotekę standardową cechy wyprowadzane, natomiast Dodatek D - kilka przydatnych narzędzi deweloperskich, a Dodatek E wyjaśnia koncepcję edycji Rusta. W dodatku F można znaleźć tłumaczenia książki, a w dodatku G zajmiemy się tym, jak powstaje Rust i czym jest Rust Nightly.

Nie ma złego sposobu na czytanie tej książki - jeśli masz ochotę skakać w przód, proszę bardzo! Powrót do wcześniejszych rozdziałów może okazać się konieczny, jeżeli doświadczysz uczucia zagubienia. Rób wszystko, co ci pomaga.

Ważną częścią procesu poznawania Rusta jest uczenie się odczytywania komunikatów błędów wyświetlanych przez kompilator: będą cię one nakierowywać na uzyskanie działającego kodu. Dlatego też zaprezentujemy wiele przykładów kodu, który się nie kompiluje, wraz z komunikatami błędów zwracanych w każdym przypadku przez kompilator. Miej świadomość, że wybrany przez ciebie na chybił-trafił przykład może się nie skompilować. Koniecznie przeczytaj okalający go tekst aby sprawdzić, czy dany kod przy próbie kompilacji powinien zwrócić błąd. Również Ferris pomoże ci rozpoznać kod, który nie powinien zadziałać:

Ferris	Znaczenie
	Ten kod się nie kompiluje!
	Ten kod panikuje!
	Ten kod nie daje pożądanego zachowania.

W większości przypadków pokierujemy cię do uzykania prawidłowej wersji kodu, który pierwotnie się nie kompiluje.

Kod źródłowy

Pliki źródłowe, z których wygenerowana została niniejsza książka, można znaleźć na GitHubie.

Informacje od tłumaczy

W niniejszej książce znajdziesz wiele przykładów programów oraz wycinki kodu, w których: łańcuchy znaków w makrach println!, komentarze, a czasem nawet nazwy projektów Cargo; zostały przetłumaczone. Jest to zabieg tłumaczy mający na celu jak największe usunięcie bariery jaką stwarza użycie języka angielskiego w zrozumieniu pojęć zawartych w tej książce. Prosimy, abyś rozważył(a) użycie języka angielskiego, kiedy zdecydujesz się na udostępnienie swojego kodu, zarówno w przypadku Rusta przy udostępnianiu własnych skrzyń, jak i w przypadku wszelkich innych języków programowania.