引言

根據之前接觸其他程式語言的經驗，在已經熟悉其中一種的情況下，其實可以直接看別的語言簡單的函數(function)來看出一點端倪或特色。
不過 Hello world 能看到的有限，所以今天的目標是寫一個再複雜一點點 Rust 的 echo function，預期要從 terminal 獲取輸入，並將該輸入值進行處理後輸出到 terminal 顯示。

實作

引入模組

首先要取得 terminal 的輸入我們需要先把 io library 引入當前作用域。

 use std::io;

use 類似其他語言的 import ，引用其他的 library 到當前的作用域，在這個檔案裡面就可以直接使用。
std 是 Rust 內建的 library， io 是這個 library 底下的其中一個 module，專門用於輸入/輸出操作。可以把 std 視為一個包含 io 還有其他 module 的容器，也可以視為一個 root module。

:: 在這邊代表的是命名空間路徑：用來訪問和引用特定 module、型別(types)或其他項目的路徑。

命名空間路徑的概念是像文件系統的層次結構，項目可以被唯一標識，從而避免命名衝突，同時也幫助組織和封裝的概念，讓我們可以更好地理解和使用。

std 庫的路徑結構

有點好奇所以順便找一下 std 是裝在哪邊，從 VSCode Go to Definition 打開 source code 和檔案位置，可以看到在 ~/.rustup/toolchains 底下。

$ cd ~/.rustup/toolchains/stable-aarch64-apple-darwin/lib/rustlib/src/rust/library/std/src

接著看一下有哪些 package 也在這個 path 底下，全部都隸屬於 Rust 標準庫(std)。

$ tree . -d -L 1
.
├── backtrace
├── collections
├── env
├── error
├── f128
├── f16
├── f32
├── f64
├── ffi
├── fs
├── hash
├── io
├── net
├── num
├── os
├── panic
├── path
├── prelude
├── process
├── sync
├── sys
├── sys_common
├── thread
└── time

另外雖然現在還不需要安裝其他外部依賴，但如果安裝也不會像 npm 那樣存在專案的路徑下然後產生 node_module 資料夾，cargo會把這些依賴放在另外一個特定的全局目錄中，目的是為了避免重複下載和方便管理，細節這邊先不贅述。

函數本體

再來回到正題，我要把 terminal 輸入的值先存在一個變數，所以要先看一下 io module 要怎麼用，以及在 Rust 要如何宣告變數以及賦值。

Rust 的文件提示都滿完整的，這次直接先找 io 的說明，可以從官網或是我是從 IDE 直接查詢：

Standard input and output
A very common source of input is standard input:

use std::io;

fn main() -> io::Result<()> {
    let mut input = String::new();

    io::stdin().read_line(&mut input)?;

    println!("You typed: {}", input.trim());
    Ok(())
}

結果範例就把要做的事情都做完了XD
那再來就是一行一行看程式碼。

程式碼說明

use std::io;前面已經解釋過，從 fn 開始：

1. fn main() -> io::Result<()> {

   • fn 宣告一個函數，而 main 這個 Rust 程式的入口點。
   • -> 後宣告這個函數會回傳的型別。
   • io::Result 代表 I/O 操作可能發生錯誤的類型。
   • () 代表成功時不會有回傳值。

2. let mut input = String::new();
   宣告一個可變的變數 input 並且宣告了類型為 String 同時賦予一個初始值為空字串。
   在 Rust 中，變數必須有初始值，不能宣告一個沒有初始值的變數。
   Rust 預設的變數是不可變的，因為我們要用 input 去接 terminal 數入的值，所以需要加上關鍵字 mut (mutable) 明確告訴編譯器這個變數的值是可以改變的。

3. io::stdin().read_line(&mut input)?;
   Rust 支援方法鏈結(Chaining methods)，展現它 Functional Programming 的特性，我們可以在單一語句把多個函數串在一起，讓 code 更簡潔以及提升可讀性。

   • io::stdin() 是io底下的一個關聯函數(Associated function)，這邊會建構並返回 Stdin 的實例(instance)。
   • 接著呼叫這個實例上面的方法 read_line 。
   • &mut input 代表傳給 read_line 一個可變的參考(reference)，並且看 read_line 的提示可以看到這個參考型別必須要是 String。
   • ? 運算子：可以想像成一個「如果出錯就立刻停止並返回錯誤」的標誌，適合用來簡單的 error handling：
     • 傳播錯誤： 如果read_line返回 Err，? 運算子會直接將這個錯誤向上傳遞，使得整個 main 函式返回 Err。
     • 提取值： 如果read_line返回 Ok，? 運算子會提取出 Ok 中的值，並繼續執行後續的程式碼。

4. println!("You typed: {}", input.trim());：

   • println! ：println 的作用是把，內容輸出到 standard output ，有另一個類似的 print 也是一樣的作用，差別在於 println 會換行(最後面會塞換行符\n)，所以普遍會用 println。至於後面的 ! 其實因為 println 不是函數，而是 巨集(Macro) ，目前先不去探究這是什麼。
   • "You typed: {}" 就是 Rust format string 的寫法，會把後面的參數依序帶入大括號中。
   • input.trim() ： input 是一個字串，呼叫 trim 方法把前後空白字元移除。

5. Ok(()) ：
   表示 main function 執行成功，特別注意這邊句尾沒有分號，表示Ok(())的值會被作為函數的返回值回傳，細節之後再來研究，目前知道在 Rust 有沒有分號是有差別的就好。
   因為這個 function 我們不用回傳有意義的值，所以最後回傳Ok(()) 顯式表達函數執行成功，如果本來就需要回傳值的話就不用特別用 Ok(())。

測試

最後一樣執行 cargo run 確認沒有地方寫錯

$ cargo run
    Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.02s
     Running `target/debug/echo`
apple
You typed: apple

沒想到小小一段程式碼就有這麼多要解釋的，當然其中還有很多還不了解的細節，就放到後面再來搞懂囉💪