Rust 程式語言：從核心原理到高效實戰#

Rust Programming: From Core Principles to Production Practice

Rust 不是「更快的 C++」，而是一套把安全性從工程紀律變成語言保證的設計。它的所有權、借用檢查器與型別系統不是三個獨立功能，而是同一個目標的三種表達：在不依賴垃圾收集器、不依賴手動記憶體管理的前提下，讓記憶體安全成為可由編譯器證明的性質。

本書的路徑不是語法手冊，而是一條問題驅動的因果鏈：

• 為什麼需要所有權（第 4 章）→ 記憶體管理三條老路各自的代價
• 借用檢查器如何從所有權推導出來（第 4、5 章）→ 生命週期只是借用檢查器的人類可讀介面，不是另一套機制
• 編譯期無法保證的東西怎麼辦（第 6、8、10 章）→ Option、Result、Rc/RefCell 的內部可變性
• 抽象如何不付出執行期代價（第 9、11 章）→ 泛型、特徵靜態多態與零成本抽象
• 記憶體安全之上還需要執行緒安全（第 12、13 章）→ 編譯器保證的無資料競爭，與 async 的執行模型
• 如何把這套保證延伸到程式碼庫（第 14、15 章）→ 巨集、測試、Clippy 與文件
• 最後以三個真實專案收束（第 16-18 章）→ CLI、Web API 與發布與持續整合

目錄#

• 前言-為什麼選擇 Rust
  • 0.1-為什麼選擇 Rust：安全性、性能與工程成本的三角
• 第1章-環境建置與你的第一個 Rust 程式
  • 1.1-什麼是 Rust：設計哲學與應用場景
  • 1.2-安裝 Rust 工具鏈
  • 1.3-編寫與執行 Hello World
  • 1.4-Cargo 套件管理器的基本使用
• 第2章-基本語法與資料型別
  • 2.1-變數與可變性
  • 2.2-純量型別
  • 2.3-複合型別
  • 2.4-函數的宣告與返回值
• 第3章-控制流程
  • 3.1-條件判斷
  • 3.2-迴圈結構
• 第4章-所有權與借用
  • 4.1-記憶體管理模型：堆疊與堆積
  • 4.2-所有權的三大規則
  • 4.3-參考與借用
  • 4.4-區段切片
• 第5章-生命週期
  • 5.1-生命週期背後的意義
  • 5.2-借用檢查器如何運作
  • 5.3-生命週期標註語法與實務範例
• 第6章-結構體、列舉與模式對應
  • 6.1-使用結構體組織資料
  • 6.2-實作方法
  • 6.3-列舉與萬能的 match 模式對應
  • 6.4-if let 簡化控制流
• 第7章-模組系統與套件管理
  • 7.1-套件、箱子與模組
  • 7.2-路徑與 use 關鍵字
  • 7.3-外部 Crates 的引入與使用
• 第8章-錯誤處理的藝術
  • 8.1-可復原錯誤與 Result 型別
  • 8.2-不可復原錯誤與 panic
  • 8.3-錯誤傳播的捷徑
• 第9章-泛型、特徵與生命週期結合
  • 9.1-泛型型別參數
  • 9.2-定義與實作特徵
  • 9.3-特徵繫結與派生
• 第10章-智慧指標
  • 10.1-Box 在堆積上配置資料
  • 10.2-Rc 與參考計數
  • 10.3-RefCell 與內部可變性模式
• 第11章-閉包與迭代器
  • 11.1-閉包：捕捉環境的匿名函數
  • 11.2-迭代器的高效處理與運作原理
• 第12章-執行緒與安全並行
  • 12.1-建立與管理執行緒
  • 12.2-使用訊息傳遞進行通訊
  • 12.3-共用狀態與同步
• 第13章-非同步編程
  • 13.1-Future 與非同步執行模型
  • 13.2-認識 Tokio 執行環境
  • 13.3-編寫高效的非同步 Rust 程式
• 第14章-巨集系統
  • 14.1-宣告式巨集
  • 14.2-程序巨集簡介
• 第15章-測試、除錯與文件化
  • 15.1-單元測試與整合測試
  • 15.2-使用 Clippy 檢查程式碼品質
  • 15.3-自動生成 API 文件
• 第16章-實戰專案一：命令列工具開發
  • 16.1-讀取命令列參數
  • 16.2-檔案讀寫與文字搜尋
• 第17章-實戰專案二：高效能 Web API 服務
  • 17.1-使用 Axum 建立 Web 伺服器
  • 17.2-連接資料庫與 CRUD 操作
• 第18章-專案打包、發布與生態系
  • 18.1-發布你的 Crate 到 Crates.io
  • 18.2-CI/CD 與 Rust 專案最佳實踐

撰寫格式說明#

• 檔名格式：xx.y-短標題.md，短標題採不含標點與特殊符號的關鍵詞
• 完整章節標題寫在各檔 H1 與本目錄中
• 行內數學一律寫成 $ 公式 $（$ 前後各留一個半形空格）；顯示數學以獨立行 $$ 包裹
• 禁用 \[ \]、\( \) 與反引號包數學
• 程式碼範例一律使用 fenced code block 並標註語言（rust、bash、toml）
• README 的連結必須與實際檔名完全一致