附录 A: Rust 术语表

Rust 的设计围绕内存安全与并发安全展开，其核心概念形成了一套独特的术语体系。本附录对常见术语进行简明解释，帮助读者快速理解文档、社区讨论和编译器提示。

所有权（Ownership）

所有权是 Rust 内存管理的核心机制。每个值在任意时刻有且仅有一个所有者（owner），当所有者离开作用域时，该值被自动释放。所有权规则确保了内存安全，无需垃圾回收。

例如：

let s = String::from("hello");
let t = s; // s 的所有权转移给 t，s 不再有效
// println!("{}", s); // 编译错误：s 已 moved

借用（Borrowing）

借用允许在不获取所有权的情况下访问值。通过引用（&T 表示不可变引用，&mut T 表示可变引用）实现。Rust 的借用检查器在编译期强制以下规则：

• 任意时刻，要么有多个不可变引用，要么有一个可变引用；
• 引用必须总是有效的（不能悬空）。

生命周期（Lifetime）

生命周期是引用的有效范围，用于防止悬空引用。通常由编译器自动推断，但在函数返回引用或结构体包含引用时需显式标注，如 &'a str。生命周期参数（如 'a）描述多个引用之间的存活关系。

Trait

Trait 定义了类型的行为契约，类似于其他语言中的接口。它支持：

• 抽象方法（可带默认实现）；
• 泛型约束（如 fn print<T: Display>(x: T)）；
• 动态分发（通过 Box<dyn Trait> 或 &dyn Trait）。

标准库中的 Debug、Clone、Iterator 等均为 trait。

Crate

Crate 是 Rust 的编译单元和包单位。一个 crate 可以是：

• 二进制 crate（binary crate）：生成可执行程序，包含 main 函数；
• 库 crate（library crate）：提供可复用代码，供其他 crate 依赖。

每个项目至少包含一个 crate，可通过 Cargo.toml 声明依赖其他 crate。

模块（Module）

模块是 Rust 的命名空间和可见性控制机制。使用 mod 关键字定义，通过 pub 控制公开性。模块可嵌套，形成层次化代码组织。路径使用 :: 分隔，如 std::collections::HashMap。

Cargo

Cargo 是 Rust 的官方构建工具与包管理器。负责项目创建、依赖解析、编译、测试、文档生成等。常用命令见附录 B。

泛型（Generics）

泛型允许编写适用于多种类型的代码，如 Vec<T>、Option<T>。Rust 在编译时对泛型进行单态化（monomorphization），为每种具体类型生成专用代码，零运行时开销。

Match 与模式匹配（Pattern Matching）

match 表达式对值进行穷尽式模式匹配，确保所有可能情况都被处理。模式可解构枚举、元组、结构体等，是 Rust 控制流的核心方式。

match result {
    Ok(value) => println!("Got {}", value),
    Err(e) => eprintln!("Error: {}", e),
}

Result 与 Option

• Option<T> 表示可能存在或不存在的值（Some(T) 或 None）；
• Result<T, E> 表示可能成功（Ok(T)）或失败（Err(E)）的操作。

两者均鼓励显式处理缺失或错误情况，避免空指针或未检查异常。

Send 与 Sync

这两个 marker trait 描述类型在线程间的共享能力：

• Send：值可安全地跨线程转移所有权；
• Sync：值的引用可安全地在多个线程间共享（即 &T 是 Send）。

几乎所有类型都自动实现 Send 和 Sync，除非包含 Rc、裸指针等非线程安全组件。

小结

掌握这些术语是深入理解 Rust 编程模型的基础。它们不仅出现在编译器错误信息中，也构成了 Rust 社区交流的通用语言。建议在实践中结合《The Rust Programming Language》（“The Book”）反复对照，逐步内化这些概念。