【rust】rsut基础:模块的使用一、mod 关键字、mod.rs 文件的含义等

这篇文章是实战性质的,也就是说原理部分较少,属于经验总结,rust对于模块的例子太少了。rust特性比较多(悲),本文的内容可能只是一部分,实现方式也不一定是这一种

关于 rust 模块的相关内容,准确来说:怎么在源码中引用其他模块的内容

  1. 关于 mod、 use 、as 这几个关键字(文件名)

  1. 关于 mod.rs 文件

  1. 关于 self、 super 、 crate 这几个路径关键字

  1. worksapce :本文不讨论,狭义上指的是cargo的 [workspace] 部分: 可参见 The [workspace] section

  1. package : 狭义上指的是cargo的 [package] 部分,参见 The [package] section

  1. crate :参见下文 关于 create 的定义和 cargo 管理下的 crate

  1. module :本文的重点, crate 里 会有多个 module,文本讨论重点就是 mod 之间相互引用的问题。

一、mod 关键字和 mod.rs 文件,其他普通文件 foo.rs 等


引用模块要搞清楚的:

  1. 是在哪里引用的,也就要引用的文件的位置

  1. 需要引用那个模块,跟这个文件的相对位置和绝对位置是什么

mod 关键字:

  1. 用来声明,表现方式是包裹一个代码块。也就是说这个代码块会成为一个单独的模块。

  • mod xxx { } :内部写 rust 语句 。见 例一

  • #[path="...xxxx.rs"] mod xxx; :使用 path 属性 ,使用见例二

  • mod xxx { include!("...xxxx.rs") } :内部配合 include! 宏,使用见例二

  1. 用来声明(“引用”)其他“模块”。(一个文件隐含的表示为一个mod)
    假设使用 mod toy; 语句来引入一个模块,实际上这跟你在哪里写的这个语句有关系有关

  • 把当前的文件所在位置分为两类, 类型A:位置在 src/main.rs、 src/lib.rs 或者 xxx/.../mod.rs 位置上的文件; 类型B: 位置不在1中的文件。

  • 在位置类型 A 的文件使用代码 mod toy;,你实际上在告诉编译器,你需要的模块是与此文件同级的 toy.rs 或者 toy/mod.rs文件 。编译器会自己找下这两个被引用的位置,如果两个位置都有文件,则报错。见 例三

  • 在位置类型 B 的文件使用代码 mod toy;,你实际上在告诉编译器,你需要的模块是与此文件(假设文件名为 foo.rs)同级的 foo 文件夹下的 foo/toy.rs 或者 foo/toy/mod.rs 文件。编译器会自己找下这两个被引用的位置,如果两个位置都有文件,则报错。 见 例四

二、使用 use 和 as 关键字缩短导入语句,或者导出模块内容


use 关键字也有两个作用

  • 缩短语句,使用 use 为当前文件缩短长语句,减少重复性的代码,见 例子五

  • 配合 as 关键字一起使用,进一步减少重复代码,或者防止名字重复,或者取个顺眼的名字 例子六

  • 打包其他模块的内容,当做本模块的内容一起导出。见 例子七

三、使用 super 和 crate 进行相对路径和绝对路径(顶级路径)的访问


如果我们想要调用一个函数,我们需要知道它的路径。路径有两种形式:

  • 绝对路径(absolute path)从 crate 根部开始,以 crate 名或者字面量 crate 开头。 见例八

  • 相对路径(relative path)从当前模块开始,以 self、super 或当前模块的标识符开头。

见文档: https://rustwiki.org/zh-CN/book/ch07-03-paths-for-referring-to-an-item-in-the-module-tree.html

四、关于 create 的定义和 cargo 管理下的 crate


我们都知道通过 cargo 创建出的工程中 src/main.rs 就是程序的入口,但是还有更多的使用方式。

  • rustc 命令 : rust编译器,就算没有cargo也可以生成程序,但是比较麻烦,这些都让cargo来处理就好

  • cargo 命令 : 项目管理工具

下面就是一些问题了

  1. 什么是 create ? rustc 的编译入口文件,这个文件就被当做 crate 文件。

  1. crate 类型: 有多种,最常见的是 bin 和 lib,其他类型参见 rust参考手册-链接

  1. cargo 怎么定义工程项目中哪些是需要编译的 crate 的? 参见: cargo手册-项目布局

▾ src/           # 包含源文件的目录
  lib.rs         # 库和包的主要入口点
  main.rs        # 包生成可执行文件的主要入口点
  ▾ bin/         # (可选)包含其他可执行文件的目录
    *.rs
  ▾ */           # (可选)包含多文件可执行文件的目录
    main.rs
▾ examples/      # (可选)示例
  *.rs
  ▾ */           # (可选)包含多文件示例的目录
    main.rs
▾ tests/         # (可选)集成测试
  *.rs
  ▾ */           # (可选)包含多文件测试的目录
    main.rs
▾ benches/       # (可选)基准
  *.rs
  ▾ */           # (可选)包含多文件基准的目录
    main.rs

五、例子


例一:单文件,主函数和 toy 模块

  • 注意 run 函数需要加 pub 关键字,否则不会被导出

src/main.rs

mod toy {
    pubfnrun() {
        println!("run toy");
    }
}

fnmain() {
    toy::run();
}

输出

run toy

例二:两个文件,主函数和另一个文件夹 toy 模块

src/toy_implements.rs

pubfnrun() {
    println!("run toy_impl !");
}

src/main.rs

mod toy1 { // 方法1: 使用 include!
    include!("./toy_implements.rs");
}

#[path ="./toy_implements.rs"]mod toy2; // 方法2: 使用 path 属性定位文件位置fnmain() {
    toy1::run();
    toy2::run();
}

输出

run toy_impl !
run toy_impl !

例三:在 main.rs 中使用 mod toy;

src/toy.rs

pubfnrun() {
    println!("run toy_impl !");
}

src/main.rs

mod toy;
fnmain() {
    toy::run();
}

输出

run toy_impl !

例四:在 src/foo.rs 中使用 mod toy;

src/foo/toy.rs

pubfnrun() {
    println!("run toy_impl !");
}

src/foo.rs

mod toy;
fnsay_hi() {
    toy::run();
}

输出

run toy_impl !

例五:use 指令

之前,我们使用了 toy::run() 来调用 run 函数。现在,我们使用 use 关键字来导入 toy 模块里的内容,这样就能在 main 函数中直接使用

src/foo.rs

mod toy {
    pubfnrun() {  // 注意使用 pub 关键字println!("run toy");
    }
}
fnmain() {
    use toy::*; // 使用 use 导入 toy 模块里的内容run(); // 直接调用
}

例六: 在as配合use指令

src/foo.rs

mod toy {
    pubfnrun() {  // 注意使用 pub 关键字println!("run toy");
    }
}
fnmain() {
    use toy::run as toy_run; // 使用 use + as 导入 toy 模块里的内容toy_run();
}

例七: 使用pub use命令在mod.rs合并打包其他模块的东西

src/toy/runner.rs

pubfndog_run() { println!("dog is run !"); }

src/toy/fly.rs

pubfnfly_bird() { println!("bird is fly !"); }

src/toy/bear.rs

pubfnbear_eat() { println!("bear is eat fish !"); }
pubfnbear_sleep() { println!("bear is go sleep !"); }

src/toy/mod.rs

mod runner; // 引入同级 runner.rs 文件mod fly; // 引入同级 fly.rs 文件mod bear; // 引入同级 bear.rs 文件pubuse runner::dog_run; // 声明(导出) dog_run 函数pubuse fly::fly_bird as now_fly_brid; // 声明(导出) fly_bird 函数,并重命名为 now_fly_bridpubuse bear::*; // 声明(导出) dog_run 函数

src/main.rs

mod toy;
fnmain() {
    toy::dog_run();
    toy::now_fly_brid();
    toy::bear_eat();
    toy::bear_sleep();
}

输出

dog is run !
bird is fly !
bear is eat fish !
bear is go sleep !

例七: 使用pub mod导出内部包,使用 crate 引用顶部内容

src/toy/cube/mod.rs

pubfnget_size() {
    println!("size is in main");
    crate::top_size(); // 必不可少的 crate 关键字
}

src/toy/mod.rs

pubmod cube;

src/main.rs

mod toy;
fntop_size() {
    println!("top size one !")
}
fnmain() {
    toy::cube::get_size();
}

输出

size is in main
top size one !

参考文献


!!强烈推荐看下面的参考做补充!!

  • 模块的官方参考: https://rustwiki.org/zh-CN/reference/items/modules.html

  • Rust 程序设计语言(7. 使用包、Crate和模块管理不断增长的项目): https://rustwiki.org/zh-CN/book/ch07-00-managing-growing-projects-with-packages-crates-and-modules.html

  • Rust 模块和文件(译文): https://zhuanlan.zhihu.com/p/73544030

  • Rust 模块和文件(原文): https://amos.me/blog/2019/rust-modules-vs-files/

  • crate: https://rustwiki.org/zh-CN/rust-by-example/crates.html

  • crate 类型: https://rustwiki.org/zh-CN/reference/linkage.html

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