南京大学 吴奕胜初见 Rust
训练营第一阶段的学习过程中，我初步掌握了一门新的编程语言 rust。这是我第一次接触到一门比较”新鲜”的编程语言，相较于课堂上学习的 C/C++，这无疑是一门更加现代也更加复杂的编程语言，拥有不少闻所未闻的新概念，新特性，当然，这也导致 rust 的学习并没有那么轻松。
余观夫 rust 之难，在”所有权”之义。入门阶段所以为惑者，所有权占十之八九。
我如何理解所有权？
C/C++ 中，一个变量名被映射到唯一一个内存中有实际含义的内容，反之不成立，我们可以使用指针很轻松地做到这一点。rust 所做的，正是保证这个”反之”的成立，将一块内容唯一对应于一个所有者，当所有者生命周期结束时，内存也被回收，这就保证了内存安全。
这样做的好处很明显，我们可以断言在满足所有权规则的前提下，内存的使用总是安全的；但是坏处也很明显，由于所有权机制的存在，不少在 C/C++ 中可以很简单地实现的数据结构或者函数，在 rust 可能需要费一番功夫。
把我们所学的 rust 的新特性做个分类，大致也就是两类：
- 为了实现特定功能而实现的特性
- 为了补充所有权机制的灵活性而存在的特性
这一点很好地体现在智能指针、unsafe rust 之类的概念里，虽然这可能造成很多麻烦，但长期来看终究是利大于弊，rust 严格得看起来有些偏执的编译器在教会我们，一个优秀的程序员应该在编程的过程中注意什么，不是吗？
令人耳目一新的枚举类型
初学 rust，其中的枚举类型让我赞叹不已。我之前只学习了 C/C++ 语言，并且实际上只是学习了 C 和部分的 C++，C 中的枚举类型让程序员可以赋予某些值以现实的语义，但是并不好用。
在某个课程中，我们被要求实现一个游戏，游戏要求实现一个可以在地图中上下左右移动的人物，人物还需要可以执行诸如放炸弹之类的功能，部分动作可能有附带的属性。对于每一个动作，我们当然可以实现一个类，用以表示指令，但是这样做显然是不够简洁的，而用 rust 中的枚举功能，则可以优雅地实现。
再比如编译原理课程中，我们要实现类型检查，那么很自然的就是要实现一个结构体，用以表示各种类型。在这个结构体中，一个枚举类型用以表示当前类型，一个 union 中保存了该种类型附加的信息。即使使用到了 union 这样的关键字减少冗余的部分，也并不优雅，如果换成 rust，则可以用一个枚举类型实现类型系统，相当简洁明了，且优雅。
说到底，枚举类型好用还是其成员可以附带一些信息，这是一般的枚举做不到的，并且即使用结构体或类等实现了类似的功能，也远不如 rust 中枚举的实现优雅。
模式匹配——优雅版本的 switch
说模式匹配是优雅版本的 switch 其实也有失偏颇，毕竟模式匹配的功能要比后者多多了，但更多的时候（至少在入门学习阶段），主要的用法还是这两种：
- 用于解构元组、枚举等等
- 用于匹配特定的分支
先来说说 switch 让我感觉最不舒服的地方，就是每个分支后面需要加上一个 break，在编译原理课程实验中，对语法树进行语义分析的过程中，时常需要根据产生式的类型实现不同的功能，由于某些稀奇古怪的原因，在写代码的时候会漏掉 break，这会导致比漏掉 break 的原因还稀奇古怪的结果。
相比之下，rust 中的模式匹配就避免了这个问题，同时也让逻辑一致的情况可以使用 | 合并到同一个分支，相较于 switch 中省略 break 的写法，可以消除很多潜在的问题。
Option<T> 和 Result<T, U>
在以往的编程经验中，我常常碰到需要表达”没有”的语义的情况，这时候可能会使用一个极大值或者 $0$ 等约定的值来表达。比如在我们在表示一个无权图中不存在的边时，可以使用 $0$ 来表示，但如果是一个有权图呢？根据我们要解决的问题不同，用 $0$ 或者极大值的情况都有，这就造成了一些潜在的麻烦。Option<T> 就很好地解决了这个问题。我知道，其实 C++ 中已经有类似的功能了，但是就使用方便程度来讲，模式匹配加上 Option<T> 可以称得上是一个大杀器了。
而错误处理也很自然地解决了需要调用者自行处理问题的情况。以往的编程经验中，遇到需要传递错误信息的情况往往是通过某些约定的值，这些值被假设不在函数返回值的域中，通过这些值来告诉调用者出现了什么问题。Result<T, U> 显然是更好的实现方法。
说到底，我们想要表达的”空”的语义和”幺元”的语义并不总是一致的，又或者在函数返回的域中并没有不会用到的值，这就导致了”空”的语义不好表达，这个情况下，带值的枚举真香。
我的收获
上面提到的内容，大体上就是所有 rust 给我带来最印象深刻的地方了，当然，rust 还有不少精心设计的语言特性，不过由于我的编程经验不够，并不能直接说出这些特性好在哪，也并没有被这些特性震撼到，不过，我心里也埋下了这样一颗种子，如果在将来的学习工作中遇到了什么问题，再回过头来看如今所学，或许就能有更深刻的理解了。
这是我第一次学习一门”课外语言”，这样的体验是很有价值的，不管是对我学习使用这门语言本身来说，还是对我更深入理解以前学习过的语言来说。前面所写的几节内容都是我在学习比较 rust 过程中的切身体会，比学习优秀的设计更重要的是，我知道了一个没那么优秀的设计不好在哪里。
无论怎样，第一阶段的学习落下帷幕，接下来需要进入第二阶段攻克更加困难的主题，这是十分激动人心的。祈祷中……