Introdução

Nota: Esta edição do livro é a mesma de The Rust Programming Language, disponível em formato impresso e ebook pela No Starch Press.

Boas-vindas a A Linguagem de Programação Rust, um livro introdutório sobre Rust. A linguagem de programação Rust ajuda você a escrever software mais rápido e mais confiável. Ergonomia de alto nível e controle de baixo nível costumam entrar em conflito no design de linguagens de programação; Rust desafia esse conflito. Ao equilibrar grande capacidade técnica com uma ótima experiência para desenvolvedores, Rust oferece a opção de controlar detalhes de baixo nível, como o uso de memória, sem toda a dificuldade tradicionalmente associada a esse tipo de controle.

Para quem Rust é indicado

Rust é ideal para muita gente por vários motivos. Vamos olhar para alguns dos grupos mais importantes.

Equipes de desenvolvimento

Rust tem se mostrado uma ferramenta produtiva para colaboração entre grandes equipes com níveis variados de conhecimento em programação de sistemas. Código de baixo nível é propenso a vários bugs sutis que, na maioria das outras linguagens, só podem ser detectados com testes extensivos e revisão de código cuidadosa feita por pessoas experientes. Em Rust, o compilador atua como uma espécie de guardião ao se recusar a compilar código com esses bugs difíceis de encontrar, inclusive bugs de concorrência. Trabalhando junto com o compilador, a equipe pode dedicar seu tempo à lógica do programa em vez de sair caçando bugs.

Rust também traz ferramentas modernas para desenvolvedores ao mundo da programação de sistemas:

• O Cargo, gerenciador de dependências e ferramenta de build incluídos, torna simples e consistente adicionar, compilar e gerenciar dependências em todo o ecossistema Rust.
• A ferramenta de formatação rustfmt garante um estilo de código consistente entre diferentes pessoas desenvolvedoras.
• O Rust Language Server viabiliza integração com ambientes de desenvolvimento integrados (IDEs), oferecendo autocompletar e mensagens de erro inline.

Ao usar essas e outras ferramentas do ecossistema Rust, pessoas desenvolvedoras podem ser produtivas mesmo escrevendo código em nível de sistema.

Estudantes

Rust também é para estudantes e para pessoas interessadas em aprender conceitos de sistemas. Usando Rust, muita gente aprendeu sobre tópicos como desenvolvimento de sistemas operacionais. A comunidade é bastante acolhedora e fica feliz em responder às dúvidas de estudantes. Por meio de esforços como este livro, as equipes do Rust querem tornar conceitos de sistemas mais acessíveis a mais pessoas, especialmente quem está começando a programar.

Empresas

Centenas de empresas, grandes e pequenas, usam Rust em produção para diversas tarefas, incluindo ferramentas de linha de comando, serviços web, tooling de DevOps, dispositivos embarcados, análise e transcodificação de áudio e vídeo, criptomoedas, bioinformática, motores de busca, aplicações de Internet das Coisas, aprendizado de máquina e até partes importantes do navegador Firefox.

Pessoas desenvolvedoras de código aberto

Rust é para quem quer construir a linguagem de programação Rust, sua comunidade, ferramentas para desenvolvedores e bibliotecas. Adoraríamos contar com a sua contribuição para a linguagem Rust.

Pessoas que valorizam velocidade e estabilidade

Rust é para quem deseja velocidade e estabilidade em uma linguagem. Por velocidade, queremos dizer tanto a rapidez com que o código Rust pode executar quanto a velocidade com que Rust permite escrever programas. As verificações do compilador Rust garantem estabilidade durante a adição de recursos e a refatoração. Isso contrasta com o código legado frágil em linguagens sem essas verificações, que desenvolvedores costumam ter receio de modificar. Ao buscar abstrações de custo zero, isto é, recursos de nível mais alto que compilam para código de baixo nível tão rápido quanto código escrito manualmente, Rust se esforça para fazer com que código seguro também seja código rápido.

A linguagem Rust espera dar suporte a muitos outros perfis de usuário também; os mencionados aqui são apenas alguns dos grupos mais importantes. No geral, a maior ambição do Rust é eliminar os trade-offs que programadores aceitaram por décadas, oferecendo segurança e produtividade, velocidade e ergonomia. Experimente Rust e veja se as escolhas da linguagem funcionam para você.

Para quem este livro é indicado

Este livro presume que você já escreveu código em outra linguagem de programação, mas não faz suposições sobre qual seja. Tentamos tornar o material amplamente acessível para pessoas com os mais diversos históricos de programação. Não gastamos muito tempo explicando o que é programação ou como pensar sobre ela. Se você é totalmente iniciante em programação, será melhor atendido por um livro que ofereça especificamente uma introdução à programação.

Como usar este livro

Em geral, este livro presume que você o está lendo em sequência, do começo ao fim. Capítulos posteriores se baseiam em conceitos apresentados antes, e os capítulos iniciais podem não se aprofundar em certos assuntos porque voltarão a eles em mais detalhes depois.

Você encontrará dois tipos de capítulos neste livro: capítulos conceituais e capítulos de projeto. Nos capítulos conceituais, você aprenderá sobre algum aspecto do Rust. Nos capítulos de projeto, construiremos pequenos programas juntos, aplicando o que você aprendeu até aquele ponto. Os Capítulos 2, 12 e 21 são capítulos de projeto; os demais são capítulos conceituais.

O Capítulo 1 explica como instalar Rust, como escrever um programa “Hello, world!” e como usar o Cargo, o gerenciador de pacotes e ferramenta de build do Rust. O Capítulo 2 é uma introdução prática à escrita de um programa em Rust, fazendo você construir um jogo de adivinhação. Ali, cobrimos conceitos em alto nível, e capítulos posteriores darão detalhes adicionais. Se você quer colocar a mão na massa logo de início, o Capítulo 2 é o lugar certo. Se você é um tipo de aprendiz especialmente meticuloso e prefere entender cada detalhe antes de avançar, talvez queira pular o Capítulo 2 e ir direto ao Capítulo 3, que cobre recursos do Rust parecidos com os de outras linguagens de programação; depois, você pode voltar ao Capítulo 2 quando quiser trabalhar em um projeto que aplique os detalhes aprendidos.

No Capítulo 4, você aprenderá sobre o sistema de ownership do Rust. O Capítulo 5 discute structs e métodos. O Capítulo 6 cobre enums, expressões match e as construções de fluxo de controle if let e let...else. Você usará structs e enums para criar tipos personalizados.

No Capítulo 7, você aprenderá sobre o sistema de módulos do Rust e sobre as regras de privacidade para organizar seu código e sua interface pública de programação de aplicações (API). O Capítulo 8 discute algumas estruturas de dados de coleção comuns fornecidas pela biblioteca padrão: vetores, strings e hash maps. O Capítulo 9 explora a filosofia e as técnicas de tratamento de erros em Rust.

O Capítulo 10 se aprofunda em genéricos, traits e lifetimes, que dão a você o poder de definir código aplicável a múltiplos tipos. O Capítulo 11 é inteiramente dedicado a testes, que, mesmo com as garantias de segurança do Rust, ainda são necessários para assegurar que a lógica do programa está correta. No Capítulo 12, construiremos nossa própria implementação de um subconjunto da funcionalidade do utilitário de linha de comando grep, que busca texto dentro de arquivos. Para isso, usaremos muitos dos conceitos discutidos nos capítulos anteriores.

O Capítulo 13 explora closures e iteradores, recursos do Rust vindos de linguagens de programação funcionais. No Capítulo 14, examinaremos o Cargo em mais profundidade e falaremos sobre boas práticas para compartilhar suas bibliotecas com outras pessoas. O Capítulo 15 discute smart pointers fornecidos pela biblioteca padrão e os traits que habilitam sua funcionalidade.

No Capítulo 16, veremos diferentes modelos de programação concorrente e falaremos sobre como Rust ajuda você a programar com múltiplas threads sem medo. No Capítulo 17, daremos continuidade a isso explorando a sintaxe async e await do Rust, junto com tasks, futures e streams, e o modelo de concorrência leve que eles possibilitam.

O Capítulo 18 observa como os idioms do Rust se comparam a princípios de programação orientada a objetos com os quais você talvez já esteja familiarizado. O Capítulo 19 é uma referência sobre padrões e pattern matching, formas poderosas de expressar ideias em programas Rust. O Capítulo 20 reúne uma variedade de tópicos avançados de interesse, incluindo Rust inseguro, macros e mais detalhes sobre lifetimes, traits, tipos, funções e closures.

No Capítulo 21, concluiremos um projeto no qual implementaremos um servidor web multithread de baixo nível!

Por fim, alguns apêndices contêm informações úteis sobre a linguagem em um formato mais voltado a referência. O Apêndice A cobre as palavras-chave do Rust, o Apêndice B cobre operadores e símbolos, o Apêndice C cobre traits deriváveis fornecidos pela biblioteca padrão, o Apêndice D cobre algumas ferramentas úteis de desenvolvimento, e o Apêndice E explica as edições do Rust. No Apêndice F, você encontra traduções do livro, e no Apêndice G veremos como o Rust é feito e o que é o Rust nightly.

Não existe jeito errado de ler este livro: se quiser pular adiante, vá em frente! Talvez você precise voltar a capítulos anteriores se encontrar alguma confusão. Mas faça o que funcionar melhor para você.

Uma parte importante do processo de aprender Rust é aprender a ler as mensagens de erro exibidas pelo compilador: elas vão guiar você até um código que funciona. Por isso, forneceremos muitos exemplos que não compilam, junto com a mensagem de erro que o compilador mostrará em cada situação. Saiba que, se você digitar e executar um exemplo aleatório, ele pode não compilar! Leia sempre o texto ao redor para ver se o exemplo que você está tentando executar foi pensado para gerar erro. O Ferris também ajudará a diferenciar código que não foi feito para funcionar:

Ferris	Significado
	Este código não compila!
	Este código entra em pânico!
	Este código não produz o comportamento desejado.

Na maioria das situações, vamos conduzir você até a versão correta de qualquer código que não compile.

Código-fonte

Os arquivos-fonte a partir dos quais este livro é gerado podem ser encontrados no GitHub.