مقدمه
توجه: این نسخه از کتاب همان The Rust Programming Language است که به صورت چاپی و الکترونیکی از No Starch Press در دسترس است.
به زبان برنامه‌نویسی راست خوش آمدید، یک کتاب مقدماتی درباره راست. زبان برنامه‌نویسی راست به شما کمک می‌کند نرم‌افزاری سریع‌تر و قابل‌اعتمادتر بنویسید. در طراحی زبان‌های برنامه‌نویسی، راحتی در سطح بالا و کنترل در سطح پایین اغلب در تضاد هستند؛ راست این تناقض را به چالش می‌کشد. با ایجاد تعادل بین توانایی‌های فنی قدرتمند و تجربه عالی برنامه‌نویسی، راست به شما این امکان را می‌دهد که جزئیات سطح پایین (مانند استفاده از حافظه) را بدون دردسرهای سنتی مرتبط با چنین کنترلی مدیریت کنید.
راست برای چه کسانی است
راست برای افراد مختلف با دلایل متنوع ایده‌آل است. بیایید به برخی از مهم‌ترین گروه‌ها نگاهی بیندازیم.
تیم‌های برنامه‌نویسی
راست ابزاری اثبات شده برای همکاری میان تیم‌های بزرگ برنامه‌نویسان با سطوح مختلف دانش برنامه‌نویسی سیستم است. کد سطح پایین مستعد اشکالات ظریف متعددی است که در بیشتر زبان‌های دیگر تنها از طریق تست گسترده و بازبینی دقیق کد توسط برنامه‌نویسان با تجربه قابل شناسایی هستند. در راست، کامپایلر نقش نگهبان را ایفا می‌کند و از کامپایل کردن کدهایی با این اشکالات گریزان، از جمله اشکالات همروندی، جلوگیری می‌کند. با کار کردن در کنار کامپایلر، تیم می‌تواند زمان خود را بر روی منطق برنامه به جای رفع اشکالات صرف کند.
راست همچنین ابزارهای مدرن برنامه‌نویسی را به دنیای برنامه‌نویسی سیستم‌ها می‌آورد:
- Cargo، مدیر وابستگی و ابزار ساخت، اضافه کردن، کامپایل کردن، و مدیریت وابستگی‌ها را در سراسر اکوسیستم راست ساده و یکپارچه می‌کند.
- ابزار قالب‌بندی Rustfmt، یک سبک کدنویسی ثابت را در بین برنامه‌نویسان تضمین می‌کند.
- rust-analyzer یکپارچگی محیط توسعه یکپارچه (IDE) را برای تکمیل کد و پیام‌های خطای درون‌خطی فراهم می‌کند.
با استفاده از این ابزارها و دیگر ابزارهای اکوسیستم راست، برنامه‌نویسان می‌توانند در هنگام نوشتن کد سطح سیستم‌ها بهره‌ور باشند.
دانشجویان
راست برای دانشجویان و کسانی است که به یادگیری مفاهیم سیستم‌ها علاقه‌مند هستند. بسیاری از افراد با استفاده از راست موضوعاتی مانند توسعه سیستم‌عامل را آموخته‌اند. جامعه راست بسیار پذیرنده است و با خوشحالی به سوالات دانشجویان پاسخ می‌دهد. از طریق تلاش‌هایی مانند این کتاب، تیم‌های راست می‌خواهند مفاهیم سیستم‌ها را برای افراد بیشتری، به ویژه کسانی که تازه وارد برنامه‌نویسی هستند، قابل دسترس‌تر کنند.
شرکت‌ها
صدها شرکت، بزرگ و کوچک، از راست در تولید برای وظایف متنوعی استفاده می‌کنند، از جمله ابزارهای خط فرمان، خدمات وب، ابزارهای DevOps، دستگاه‌های تعبیه‌شده، تحلیل و رمزگذاری صدا و تصویر، ارزهای دیجیتال، زیست‌اطلاعات، موتورهای جستجو، برنامه‌های اینترنت اشیاء، یادگیری ماشین و حتی بخش‌های اصلی مرورگر وب فایرفاکس.
توسعه‌دهندگان متن‌باز
راست برای کسانی است که می‌خواهند زبان برنامه‌نویسی راست، جامعه، ابزارهای توسعه‌دهنده و کتابخانه‌ها را بسازند. ما دوست داریم شما در توسعه زبان راست مشارکت کنید.
افرادی که سرعت و پایداری را ارزشمند می‌دانند
راست برای افرادی است که به سرعت و پایداری در یک زبان برنامه‌نویسی علاقه دارند. منظور از سرعت، هم سرعت اجرای کدهای راست و هم سرعتی است که راست به شما اجازه می‌دهد برنامه‌ها را بنویسید. بررسی‌های کامپایلر راست پایداری را از طریق افزودن ویژگی‌ها و بازسازی تضمین می‌کند. این در تضاد با کدهای قدیمی شکننده در زبان‌هایی است که فاقد این بررسی‌ها هستند و توسعه‌دهندگان اغلب از تغییر آن‌ها می‌ترسند. با تلاش برای ارائه انتزاعات بدون هزینه، ویژگی‌های سطح بالا که به کدهای سطح پایین با سرعتی معادل کدهای نوشته شده دستی کامپایل می‌شوند، راست می‌کوشد کد ایمن را به کد سریع تبدیل کند.
زبان راست امیدوار است از بسیاری از کاربران دیگر نیز پشتیبانی کند؛ افرادی که در اینجا ذکر شدند تنها برخی از بزرگ‌ترین ذینفعان هستند. در کل، بزرگ‌ترین جاه‌طلبی راست این است که با ارائه ایمنی و بهره‌وری، سرعت و راحتی، مصالحه‌هایی که برنامه‌نویسان دهه‌ها پذیرفته‌اند را حذف کند. راست را امتحان کنید و ببینید آیا انتخاب‌های آن برای شما مناسب است یا خیر.
این کتاب برای چه کسانی است
این کتاب فرض می‌کند که شما قبلاً در یک زبان برنامه‌نویسی دیگر کدنویسی کرده‌اید اما هیچ فرضی در مورد اینکه کدام زبان است، ندارد. ما سعی کرده‌ایم مطالب را به گونه‌ای ارائه دهیم که برای افراد با زمینه‌های برنامه‌نویسی متنوع قابل دسترسی باشد. ما زمان زیادی را صرف صحبت درباره اینکه برنامه‌نویسی چیست یا چگونه باید به آن فکر کنید، نمی‌کنیم. اگر کاملاً تازه‌وارد برنامه‌نویسی هستید، بهتر است کتابی را بخوانید که به طور خاص مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی ارائه می‌دهد.
نحوه استفاده از این کتاب
به طور کلی، این کتاب فرض می‌کند که شما آن را به ترتیب از ابتدا تا انتها می‌خوانید. فصل‌های بعدی بر مفاهیم فصل‌های قبلی بنا شده‌اند و فصل‌های اولیه ممکن است به جزئیات خاصی وارد نشوند اما در فصول بعدی به آن موضوعات بازمی‌گردند.
در این کتاب، دو نوع فصل وجود دارد: فصل‌های مفهومی و فصل‌های پروژه‌ای. در فصل‌های مفهومی، درباره یک جنبه از راست یاد خواهید گرفت. در فصل‌های پروژه‌ای، برنامه‌های کوچکی را با هم می‌سازیم و آنچه را که تاکنون آموخته‌اید به کار می‌گیریم. فصل‌های ۲، ۱۲ و ۲۱ فصل‌های پروژه‌ای هستند؛ بقیه فصل‌ها مفهومی هستند.
فصل ۱ نحوه نصب راست، نوشتن یک برنامه “سلام دنیا!” و استفاده از Cargo، مدیر بسته و ابزار ساخت راست را توضیح می‌دهد. فصل ۲ مقدمه‌ای عملی برای نوشتن برنامه‌ای در راست است و شما را به ساخت یک بازی حدس عدد می‌برد. در اینجا مفاهیم را به طور کلی پوشش می‌دهیم و جزئیات بیشتری را در فصول بعدی ارائه خواهیم کرد. اگر می‌خواهید بلافاصله کار عملی انجام دهید، فصل ۲ مناسب شماست. فصل ۳ ویژگی‌های راست را که مشابه ویژگی‌های سایر زبان‌های برنامه‌نویسی است پوشش می‌دهد و در فصل ۴ درباره سیستم مالکیت راست یاد خواهید گرفت. اگر شما یک یادگیرنده دقیق هستید که ترجیح می‌دهید قبل از ادامه، همه جزئیات را بیاموزید، ممکن است بخواهید فصل ۲ را رد کنید و مستقیماً به فصل ۳ بروید و پس از یادگیری جزئیات به فصل ۲ بازگردید تا روی پروژه‌ای کار کنید.
فصل ۵ به ساختارها (structs) و متدها می‌پردازد و فصل ۶ شامل enumerations (enums)، عبارات match و سازه کنترلی if let است. از ساختارها و enumها برای ایجاد انواع سفارشی در راست استفاده خواهید کرد.
در فصل ۷، درباره سیستم ماژول راست و قوانین حریم خصوصی برای سازمان‌دهی کد و رابط برنامه‌نویسی عمومی (API) آن یاد خواهید گرفت. فصل ۸ به بررسی برخی از ساختارهای داده مجموعه رایج که کتابخانه استاندارد ارائه می‌دهد، مانند vectors، strings و hash maps می‌پردازد. فصل ۹ فلسفه و تکنیک‌های مدیریت خطا در راست را بررسی می‌کند.
فصل ۱۰ به مفاهیم جنریک‌ها، traits و lifetimes می‌پردازد که به شما این قدرت را می‌دهد تا کدی بنویسید که به انواع مختلف اعمال شود. فصل ۱۱ کاملاً درباره تست است که حتی با تضمین‌های ایمنی راست، برای اطمینان از درستی منطق برنامه شما ضروری است. در فصل ۱۲، پیاده‌سازی بخشی از ابزار خط فرمان grep که متن را در فایل‌ها جستجو می‌کند، خواهیم ساخت. برای این کار، از بسیاری از مفاهیمی که در فصل‌های قبلی مورد بحث قرار گرفتند استفاده خواهیم کرد.
فصل ۱۳ به بررسی closures و iterators می‌پردازد: ویژگی‌هایی از راست که از زبان‌های برنامه‌نویسی تابعی آمده‌اند. در فصل ۱۴، Cargo را به طور عمیق‌تری بررسی خواهیم کرد و درباره بهترین روش‌ها برای اشتراک‌گذاری کتابخانه‌های خود با دیگران صحبت خواهیم کرد. فصل ۱۵ اشاره‌گر (Pointer)های هوشمند (smart pointers) ارائه‌شده توسط کتابخانه استاندارد و traitsی که قابلیت‌های آن‌ها را امکان‌پذیر می‌سازد بررسی می‌کند.
در فصل ۱۶، مدل‌های مختلف برنامه‌نویسی هم‌زمان را بررسی می‌کنیم و درباره اینکه چگونه راست به شما کمک می‌کند بدون ترس با چندین رشته (string) کار کنید صحبت خواهیم کرد. در فصل ۱۷، این موضوع را با بررسی syntax async و await و مدل هم‌زمانی سبک‌وزنی که پشتیبانی می‌کنند، گسترش خواهیم داد.
فصل ۱۸ نگاهی به چگونگی مقایسه اصطلاحات راست با اصول برنامه‌نویسی شیءگرا می‌اندازد که ممکن است با آن‌ها آشنا باشید.
فصل ۱۹ مرجعی درباره الگوها و الگویابی (pattern matching) است که راه‌های قدرتمندی برای بیان ایده‌ها در سراسر برنامه‌های راست ارائه می‌دهد. فصل ۲۰ شامل مجموعه‌ای از موضوعات پیشرفته جالب، از جمله راست ناامن، ماکروها، و مباحث بیشتر درباره lifetimes، traits، انواع، توابع و closures است.
در فصل ۲۱، پروژه‌ای را تکمیل می‌کنیم که در آن یک سرور وب چندرشته‌ای سطح پایین پیاده‌سازی خواهیم کرد!
در نهایت، پیوست‌هایی شامل اطلاعات مفید درباره زبان به شکلی مرجع‌گونه ارائه می‌شوند. ضمیمه الف کلمات کلیدی راست، ضمیمه ب عملگرها و نمادهای راست، ضمیمه ج traits قابل اشتقاق ارائه‌شده توسط کتابخانه استاندارد، ضمیمه د برخی از ابزارهای توسعه مفید، و ضمیمه ه نسخه‌های راست را توضیح می‌دهد. در ضمیمه و می‌توانید ترجمه‌های کتاب را پیدا کنید و در ضمیمه ی درباره چگونگی ساخت راست و راست nightly اطلاعات کسب کنید.
هیچ روش نادرستی برای خواندن این کتاب وجود ندارد: اگر می‌خواهید به جلو بروید، این کار را انجام دهید! ممکن است مجبور شوید به فصل‌های قبلی بازگردید اگر با سردرگمی روبه‌رو شدید. اما هرچه برای شما مناسب است انجام دهید.
بخش مهمی از فرآیند یادگیری راست، یادگیری نحوه خواندن پیام‌های خطای کامپایلر است: این پیام‌ها شما را به سمت کدی که کار می‌کند هدایت می‌کنند. به همین دلیل، مثال‌های زیادی را ارائه می‌دهیم که کامپایل نمی‌شوند، همراه با پیام خطایی که کامپایلر در هر وضعیت نمایش می‌دهد. بدانید که اگر یک مثال تصادفی را وارد کنید و اجرا کنید، ممکن است کامپایل نشود! مطمئن شوید که متن اطراف را بخوانید تا ببینید آیا مثالی که می‌خواهید اجرا کنید قرار است خطا بدهد یا خیر. Ferris همچنین به شما کمک می‌کند کدی که قرار نیست کار کند را تشخیص دهید:
| Ferris | معنی |
|---|---|
 | این کد کامپایل نمی‌شود! |
 | این کد وحشت می‌کند! |
 | این کد رفتار مورد انتظار را تولید نمی‌کند. |
در بیشتر موارد، شما را به نسخه صحیح هر کدی که کامپایل نمی‌شود هدایت خواهیم کرد.
کد منبع
فایل‌های منبعی که این کتاب از آن‌ها تولید می‌شود را می‌توانید در GitHub پیدا کنید.