今日份 Ferris

今天要來打 Boss！畫出來的圖很酷，搭配 Ferris 屁屁好魔性 🥹

＊Ferris from strager - Faster than Rust and C++: the PERFECT hash table

Rust 新手村

談到 Rust，很多人第一印象就是很難。
在一開始學習時，我也曾茫然地盯著範例卻完全不知道每個部分到底在做什麼，甚至連問問題都不知道該怎麼問。
但在 Rust 社群中問了許多很傻瓜的問題之後，我發現許多大神的回答都蘊含了一個概念：

Rust 並不是很難，而是不熟悉。

偏偏這個不熟悉就是最讓人挫折的，但只要熬過一開始的階段，了解 Rust 慣用的寫法，很多本來完全看不懂的原始碼就會漸漸的變得有道理。

而經過這一個多月的探索，我認為學習 Rust 就像是身處於一個充滿挑戰的冒險世界，這個世界的新手村就是最開始不熟悉的學習階段。

這個新手村充滿了各種神奇的技能和道具，但也有一個強大的魔王守護著最終的寶藏，這位魔王就是 borrow checker，這位魔王是 Rust 的核心守護者，負責確保這個冒險世界中的記憶體安全。

在新手村的早期，我們會學到一些基本的技能，比如如何宣告變數、定義函數和進行基本的數據操作。
這些技能就像是你在冒險世界中的基本武器和裝備，讓你能夠應對一些簡單的挑戰，比如擊敗一些小怪物或解開門鎖。

然而，當我們開始進一步探索這個世界，進入到更複雜的任務和挑戰時，就會遇到魔王 borrow checker。

這位魔王非常嚴格，他要求我們在使用變數和資源時，時刻保持精確和安全。
這就像是在新手村的某個地方，我們必須解開一個複雜的迷宮，但每一步都必須小心翼翼，否則就會被迷宮的陷阱擊敗。

魔王 borrow checker 會檢查我們的程式碼，確保你不會遇到潛在的資源競爭、空指針或其他危險情況。
這雖然使學習 Rust 變得更有挑戰性，但也確保了我們的程式碼在執行時非常穩定和可靠。

學習 Rust 就像是在一個冒險世界中不斷挑戰自己，在習得新技能的同時要小心應對魔王 borrow checker。

這條路可能有一些困難，但最終我們將獲得一個強大的武器 —— 能夠編寫高性能和安全程式碼的技能。

正如 Rust 教學型 Youtuber No Boilerplate 所說：

In other languages simple things are easy and complex things are possible, in Rust simple things are possible and complex things are EASY!

Rust 新手大禮包

當進入 Rust 新手村時，會發現還沒輸入禮包碼官方就送了三件神裝：

這些資源將幫助我們成功度過這個新手村冒險：

• 《The Rust Programming Language》(通常被稱為 "The Book")
  這本書是我們的基礎裝備，它提供了深入且清晰的指南，幫助我們了解 Rust 的基本概念和語法。
  就像是一張地圖，指引我們穿越新手村的各個地區，從基本的變數和函數開始，逐步引導我們通過所有主要的概念，如所有權、借用和生命周期。
  這本書提供的範例和練習將幫助我們建立起強大的基礎，使我們能夠應對更具挑戰性的任務。
• Rustlings
  Rustlings 就像是主線任務，讓我們可以在新手村裡面賺經驗跟資源。
  它提供了一組與 The book 相輔相成的練習，讓我們實際應用 The Book 中學到的知識。
  而每個練習都像是一個小任務，讓我們進一步磨練技能。
  就像在解新手任務一樣，隨著完成的任務增加，我們可以解鎖新的技巧和理解更多 Rust 的細節。
• 《Rust By Example》
  這本書就像是我們的技能升級書，它提供了更多的範例和實用情境，讓我們更深入地理解如何應用 Rust。
  這些範例會幫助我們更深入地理解如何使用 pattern matching、trait、Macro 等高級特性。
  就像是在新手村中練習各種技能，以應對更強大的敵人。

總的來說，The book 提供我們理論知識，Rustlings 提供了實踐經驗，而 Rust By Example 則提供了更多高級技能。
藉由結合這些資源，我們就能夠在 Rust 的新手村中掌握強大的能力，並迎接更多挑戰。

新手攻略

在進入 Rust 的新手村後，你可能會感到有點迷茫，不知道該如何使用大禮包。
不用擔心，以下是一些建議的服用方法：

1. 快速看完 The Rust Programming Language:
   剛進入新手村，我們不會馬上投入戰鬥，而是快速掃視整個地區的地圖。
   這是我們的探索階段，不必與每個怪物戰鬥，只需了解這個地方的環境和主要地標。
   這就像是快速閱讀 The Rust Programming Language，瞭解 Rust 的核心概念，但不要害怕，把疑問記在心裡，我們將在後面的遊戲中回來處理。

2. 使用 The Rust Programming Language 布朗大學版:
   一旦完成了探索階段，我們就可以在這個新手村中展開冒險。
   這個版本提供了更多習題與圖解 (還可以用螢光筆畫重點🖌️)，這部分可以按照正常步調閱讀，並跟著實際操作。
   建議在閱讀完第三章後，搭配下一步的活動進型。

3. 安裝 Rustlings:
   Rustlings 就像是一個訓練場，我們可以在其中挑戰各種難度的 Rust 任務。這是磨練 Rust 技能的好地方，從簡單到困難，逐步提高難度。
   就像彈吉他需要練習爬格子一樣，Rustlings 可以訓練大腦建立 "肌肉記憶"，使我們能夠更流暢地撰寫 Rust 程式碼。
   建議每週花一些時間重複做 Rustlings，以保持技能的鋒利度。

4. 學習 Haskell:
   最後，這一點可能有點莫名其妙，但學習一些 Functional Programming 的概念，實際上可以幫助我們寫出更優秀的 Rust 程式碼。
   例如在 Iron LLaMa 專案中就出現了 conversation.get().messages.iter().map(...) 的用法。
   這是如何應用抽象思維和函數式編程原則於 Rust 的一個有趣方法，並使我們能夠更好地理解 Rust 中的一些特性。這就像是在新手村中學習額外技能，以應對更具挑戰性的敵人。
   但也不是要專精另一個語言，只需要快速讀過 Learn You a Haskell 有個基本概念就好！

上面的小攻略將有助於我們充分利用 Rust 新手大禮包，確保我們在新手村打下堅固的基礎，為未來的冒險做好充分的準備。
不管是在研究核心概念，挑戰 Rustlings，還是學習 Haskell，這些方法都將讓我們更強大，能夠應對魔王 borrow checker 和其他挑戰。

編譯器

從 Python 的背景來說，除了概念上的困難，語法也是一個大挑戰，很多時候在 Python 中很簡單的寫法到 Rust 就變得比較複雜，以建立一個 DataFrame 為例：

但當我們決定踏入 Rust 的新手村冒險時，其實並不孤單。
很快我們就會發現有一個非常重要的小幫手 — 編譯器，它總是站在我們身邊，幫助我們面對挑戰。

編譯器小幫手會不斷檢查我們的行動，當我們在新手村中寫下一段 Rust 程式碼時，小幫手就會迅速掃視它，確保它遵循了 Rust 的規則和法則。

有時，我們可能會犯一些錯誤，就像是在新手村中踩入陷阱或遇到怪物。
當這些錯誤發生時，編譯器小幫手會不厭其煩地告訴我們，指出問題的所在，就像是一位警告我們危險的朋友，總是確保你不會受傷或陷入困境。

然而，這位小幫手不僅僅是一個守護者，它也是一位導師。
當我們理解並修復了錯誤，它會給予你一個讚賞，就像是在遊戲中完成一個任務，獲得經驗值一樣。
如此一來，我們的技能將不斷提升，也能更有自信地繼續冒險！

Borrow checker

本來在規劃這個系列文時想要花個幾天 (啊～想想 borrow checker 的海量迷因🥰) 談談所有權、生命週期等 Rust 最讓人卻步的特色，但時間所剩不多，這裡就把準備好的內容濃縮成小秘笈讓讀者帶在身上吧！

當我們準備好挑戰 Borrow Checker 並探索 Rust 的冒險世界時，首先需要更多的知識！

在這個冒險世界中，有兩個關鍵的地點：Stack 和 Heap，它們是我們在這個世界中儲存資料的地方，每個都有自己的規則。

• Stack 就像是一個小而快速的儲物櫃，用於儲存變數和資料的固定大小部分。
  當我們宣告一個變數，這個變數通常會被存放在 Stack 中。
  Stack 的規則是簡單而嚴格的，每個變數的大小必須在編譯時就確定，而存放在 Stack 中的資料必須有固定的生命週期。
• Heap 則像是一個巨大的倉庫，用於存放大小不確定或需要在執行時分配的資料。
  需要一個動態分配的資料時，例如一個可變大小的字串或一個結構體，這些資料通常會被存放在 Heap 中。
  Heap 的規則相對鬆散，資料可以有不同的生命週期，但必須由所有者負責回收。

Stack 和 Heap 是我們在這個冒險中的關鍵參考點，我們必須了解資料是存放在哪裡，以及如何有效地管理它們。

但要在這個冒險世界中安穩的前進，我們還需要一個強大的秘笈，叫做「所有權」。

所有權是 Rust 最獨特的特點之一，它讓這個世界免於垃圾回收的困擾，同時確保了記憶體的安全。
要想打敗 Borrow Checker，我們必須精通這個秘笈中的規則。

這個秘笈的核心原則是，當你擁有資料時，你就負責管理它。

它有一些關鍵的參考規則，包括：

• 在任何時候，你要麼只能擁有一個可變參考 (Mutable Reference)，要麼可以擁有任意數量的不可變參考(Immutable Reference)。
• 所有參考必須永遠有效，不能出現迷途參考，也就是參考的資料在被使用前就被刪除，從而使參考無法找到原始資料。

這就是「Pointer Safety Principle」，資料不可以同時被多個寫入者 (Mutable Reference) 和多個讀者(Immutable Reference) 引用。

資料只能有一個寫入者或多個讀者，但不能同時兼而有之。

Borrow Checker 就是負責確保這些規則的執行，以防止並行程式中常見的錯誤之一 — 資料競爭 (Data Races)。

而所有權的概念通常在遇到 Heap 數據時更加重要，Heap 數據必須由正好一個變數擁有，Rust 會在所有者離開作用域時回收 Heap 數據。
但所有權可以轉移 (move)，當我們賦值或呼叫函數時，它可以轉移到其他所有者。
重要的是，Heap 數據只能透過當前所有者訪問，不能透過之前的所有者訪問。

帶著這本秘笈不僅能自動釋放記憶體，還避免了重複釋放記憶體的問題。
當我們掌握了這個秘笈，就能夠在這個冒險世界中自如地操縱資源，並打敗 Borrow Checker，進一步探索 Rust 的奇妙之處。
所以，抓好大禮包，帶上這個秘笈，準備好挑戰新的冒險吧！

換個比喻，當我們使用 &var 時，就像是說你正在看電視，其他人可以一起觀看，但你不希望有人在你看電視時突然把電視關掉或轉台，這就是不可變參考。
然而，當我們使用 &mut var 時，就像是說你想換台節目，你手上有遙控器，這時誰都不能動，也不許看電視，這就是可變參考。

另外，真的很推薦 The Rust Programming Language 布朗大學版，它提供了很多像下面這樣的互動小圖來幫助我們理解：

而且還有 Ownership Inventory 系列小習題可以考驗我們的理解程度！

好啦，今天就這樣，今天用了遊戲做比喻，所以最後也用遊戲結尾吧，來玩玩 抓螃蟹 放鬆一下:

明天見啦～