تعلم لغة رست Rust: البدايات

ادعنا نبدأ رحلتنا مع لغة رست، إذ هناك الكثير لنتعلمه، وعلى كل رحلة أن تبدأ في مكان ما. سنناقش في هذا المقال كلًا من التالي:

تثبيت لغة رست على لينكس Linux وماك أو إس macOS وويندوز Windows.
كتابة برنامج يطبع العبارة "Hello, world!‎".
استخدام أداة كارجو cargo، مدير حزم لغة رست package manager ونظام بنائها build system.

تثبيت لغة رست

أولى خطواتنا هنا هي تثبيت لغة رست هي بتنزيل رست عن طريق أداة سطر الأوامر rustup، التي تدير إصدارات رست والأدوات المرتبطة بها، وستحتاج لاتصال بالإنترنت لهذه الخطوة.

ملاحظة: إذا كنت لا تفضل استخدام rustup لسبب ما، اطّلع على هذه الصفحة للمزيد من الخيارات لتثبيت لغة رست.

تثبّت الخطوات التالية آخر إصدارات لغة رست المستقرة، ويضمن لك ثبات رست تصريف جميع الأمثلة الموجودة في هذه السلسلة حتى مع الإصدارات القادمة الجديدة، إلا أنه قد يختلف الخرج قليلًا بين الإصدارات، وذلك بسبب تطوير لغة راست على رسائل الخطأ والتحذيرات. بكلمات أخرى: سيعمل أي إصدار جديد ومستقر من لغة رست تثبّته باتباع الخطوات التالية كما هو متوقع منه ضمن محتوى هذه السلسلة.

الإشارة إلى سطر الأوامر

سنستعرض بعض الأوامر المُستخدمة في الطرفية terminal ضمن هذا المقال والسلسلة ككُل، إذ تبدأ الأسطر التي يجب أن تُدخلها بالرمز "$"، وليس عليك هنا أن تكتب الرمز "$"، الذي يدل على بداية أمر جديد، وعادةً ما تعرض الأسطر التي لا تبدأ بهذا الرمز الخرج لأمر سابق. إضافةً لما سبق، تستخدم الأمثلة التي تعتمد على صدفة Shell‏ PowerShell خصوصًا الرمز "<" بدلًا من "$".

تثبيت أداة سطر الأوامر rustup على لينكس أو ماك أو إس

إذا كنت تستخدم نظام لينكس أو ماك أو إس، افتح الطرفية لإدخال الأمر التالي:

$ curl --proto '=https' --tlsv1.3 https://sh.rustup.rs -sSf | sh

سينزّل الأمر السابق سكريبتًا script ويبدأ بتثبيت أداة rustup التي ستثبّت بدورها آخر إصدارات لغة رست المستقرة، وقد يُطلب منك كلمة المرور لحسابك. إذا انتهت عملية التثبيت بنجاح، ستجد السطر التالي:

Rust is installed now. Great!

ستحتاج أيضًا إلى رابط linker، وهو برنامج يستخدمه رست لضمّ الخرج المُصرَّف إلى ملف واحد، وسيكون موجودًا غالبًا لديك. يجب عليك تثبيت مصرف سي C الذي يتضمن عادةً على رابط، إذا حصلت على أخطاء رابط، كما أن مصرف سي مفيد أيضًا لاعتماد بعض حزم لغة راست الشائعة على شيفرة لغة سي.

يمكنك الحصول على مصرف سي على نظام ماك أو إس بكتابة الأمر التالي:

$ xcode-select --install

يجب أن يثبت مستخدمو نظام لينكس GCC أو Clang اعتمادًا على توثيق التوزيعة distribution؛ فإذا كنت تستخدم مثلًا توزيعة أوبنتو Ubuntu، فيمكنك تثبيت حزمة build-essential.

تثبيت أداة سطر الأوامر rustup على ويندوز

إن كنت تستخدم نظام ويندوز، اذهب إلى www.rust-lang.org/tools/install، واتبّع التعليمات لتثبيت لغة رست، إذ ستستلم في مرحلة ما من مراحل التثبيت رسالةً مفادها أنك ستحتاج إلى أدوات بناء C++‎ الخاصة ببرنامج فيجوال ستوديو Visual Studio إصدار 2013 أو ما بعده، والطريقة الأسهل في الحصول على أدوات البناء هذه هي بتثبيتها مباشرةً من Visual Studio 2022، وتأكد من اختيار "C++ build tools" عند سؤالك عن أي الإصدارات التي تريد تثبيتها وتأكد أيضًا من تضمين حزمة Windows 10 SDK وحزمة اللغة الإنجليزية إلى جانب أي حزمة لغة أخرى من اختيارك.

يستخدم باقي الكتاب أوامر تعمل في كلٍّ من "cmd.exe" وصدفة PowerShell، وإذا كانت هناك أي فروقات معينة سنشرح أيهما يجب أن تستخدم.

التحديث والتثبيت في لغة رست

تُعد عملية التحديث بعد تثبيت لغة رست باستخدام rustup عمليةً سهلة، فكل ما يجب عليك فعله هو تنفيذ سكريبت التحديث من الصدفة:

$ rustup update

لإزالة تثبيت لغة رست وأداة rustup، نفذ سكريبت إزالة التثبيت من الصدفة:

$ rustup self uninstall

استكشاف الأخطاء وإصلاحها في لغة رست

للتأكد من أنك أنهيت عملية تثبيت لغة رست بنجاح، افتح الصدفة وأدخل السطر التالي:

$ rustc --version

من المفترض أن تجد رقم الإصدار وقيمة الإيداع المُعمّاة commit hash وتاريخ الإيداع لآخر إصدار مستقر جرى إطلاقه بالتنسيق التالي:

rustc x.y.z (abcabcabc yyyy-mm-dd)

إذا ظهر لك السطر السابق، فهذا يعني أنك ثبّتتَ لغة رست بنجاح؛ وإذا لم تجد هذه المعلومات وكنت تستخدم نظام ويندوز، فتأكد أن راست موجود في متغير النظام system variable المسمى %PATH%كما يلي:

إذا كنت تستخدم نظام تشغيل ويندوز، اكتب في واجهة سطر أوامر CMD ما يلي:

> echo %PATH%

أما في صدفة PowerShell، استخدم السطر التالي:

> echo $env:Path

وفي نظام تشغيل لينكس وماك أو إس، استخدم:

$ echo $PATH

إذا كان كل شيء صحيحًا، ورست لا يعمل فهناك عددٌ من الأماكن التي تستطيع الحصول منها على مساعدة، إذ يمكنك مثلًا طرح مشكلتك في قسم الأسئلة والأجوبة في أكاديمية حسوب أو إن أردت يمكنك التواصل مع فريق لغة رست مباشرة عبر صفحة التواصل.

التوثيق المحلي للغة رست

يتضمن تثبيت لغة رست أيضًا نسخةً محليةً من التوثيق documentation لتتمكّن من قراءتها دون اتصال بالإنترنت، ولفتح النسخة ضمن المتصفح، نفذ الأمر rustup doc.

استخدم توثيق الواجهة البرمجية في كل مرة تصادف نوعًا أو دالةً في المكتبة القياسية ولست متأكدًا ممّا تفعل أو كيف تستخدمها.

كتابة أول برنامج بلغة رست

الآن، وبعد الانتهاء من تثبيت لغة رست، يمكنك كتابة أول برنامج. من المتعارف عليه عند تعلم لغة برمجة جديدة هو كتابة برنامج بسيط يطبع السلسلة النصية "Hello, world!‎" على الشاشة، لذا دعنا ننجز ذلك.

ملاحظة: يفترض هذا الكتاب معرفتك بأساسيات سطر الأوامر، ولا تتطلب لغة رست طريقةً معينةً لكيفية تعديلك أو استخدامك للأدوات أو مكان وجود شيفرتك البرمجية، لذا يمكنك استخدام بيئة برمجية متكاملة integrated development environment -أو اختصارًا IDE- إذا أردت، ولك الحرية في اختيار ما هو مفضّل لك. هناك العديد من البيئات البرمجية المتكاملة التي تقدم دعمًا للغة راست، ويمكنك تفقّد توثيق البيئة البرمجية المتكاملة التي اخترتها لمزيدٍ من التفاصيل. يحاول فريق تطوير لغة رست مؤخرًا توجيه جهودهم نحو تمكين دعم جيد للبيئات البرمجية المتكاملة عن طريق rust-analyzer.

إنشاء مجلد لمشروع بلفة رست

ستبدأ بإنشاء مجلد لتخزين شيفرة لغة رست البرمجية، ولا يهمّ المكان الذي ستخزن الشيفرة فيه، إلا أننا نقترح إنشاء مجلد "projects" للتمارين والمشاريع الموجودة في هذا الكتاب ضمن المجلد الرئيس home.

افتح الطرفية وأدخِل الأوامر التالية لإنشاء مجلد "projects" ومجلد لمشروع "Hello, world!‎" ضمن المجلد "projects".

لمستخدمي نظام لينكس وماك أو إس وصدفة PowerShell على نظام ويندوز، أدخل التالي:

$ mkdir ~/projects
$ cd ~/projects
$ mkdir hello_world
$ cd hello_world

ولطرفية ويندوز CMD، أدخل التالي:

> mkdir "%USERPROFILE%\projects"
> cd /d "%USERPROFILE%\projects"
> mkdir hello_world
> cd hello_world

كتابة وتشغيل برنامج بلغة رست

أنشئ ملفًا مصدريًا جديدًا وسمّه باسم "main.rs"، إذ يجب أن تنتهي ملفات شيفرة لغة رست بالامتداد "‎.rs" دائمًا، وإذا كنت تستخدم أكثر من كلمة واحدة في اسم الملف، فاستخدم الشرطة السفلية underscore للفصل ما بين الكلمات، فعلى سبيل المثال استخدم الاسم "hello_world.rs" بدلًا من "helloworld.rs".

الآن افتح ملف "main.rs" الذي أنشأته لتوك وأدخِل الشيفرة التالية:

fn main() {
    println!("Hello, world!");
}

[شيفرة 1: برنامج يطبع "Hello, world!‎"]

احفظ الملف واذهب مجددًا إلى نافذة الطرفية. أدخل الأوامر التالية لتصريف وتشغيل الملف إذا كنت تستخدم نظام لينكس أو ماك أو إس:

$ rustc main.rs
$ ./main
Hello, world!

إذا كنت تستخدم نظام ويندوز أدخل الأمر ‎.\main.exe بدلًا من ‎./main:

> rustc main.rs
> .\main.exe
Hello, world!

يجب أن تحصل على السلسلة النصية "Hello,world!‎" مطبوعةً على الطرفية بغض النظر عن نظام تشغيلك، وإن لم يظهر الخرج، فعُد إلى فقرة استكشاف الأخطاء وإصلاحها لطرق الحصول على مساعدة.

إذا حصلت على السلسلة النصية "Hello, world!‎"، تهانينا، فقد كتبت رسميًا أولى برامج لغة رست، مما يجعلك مبرمج لغة رست، أهلًا بك.

أجزاء برنامج لغة رست

دعنا نطّلع بالتفصيل على الأشياء التي تحدث في برنامج "Hello, world!‎"، إليك أول الأجزاء:

fn main() {

}

تعرّف هذه السطور دالةً في لغة رست، ودالة main هي دالة مميزة؛ إذ أنها نقطة تشغيل الشيفرة البرمجية الأولية في أي برنامج رست تنفيذي. يصرح السطر الأول عن دالة تدعى main لا تمتلك أي معاملات ولا تُعيد أي قيمة، وإذا أردنا تحديد أي معاملات، نستطيع فعل ذلك عن طريق وضعها داخل قوسين "()".

لاحظ أيضًا أن متن الدالة محتوًى داخل أقواس معقوصة "{}"، إذ تتطلب لغة رست وجود هذه الأقواس حول متن أي دالة، ويُعد وضع القوس المعقوص الأول على سطر تصريح الدالة ذاته مع ترك مسافة فارغة بينهما تنسيقًا مُحبّذًا.

ملاحظة: إذا أردت الالتزام بتنسيق موحّد ضمن جميع مشاريع رست الخاصة بك، يمكنك استخدام أداة تنسيق تلقائية تدعى rustfmt لتنسيق الشيفرة البرمجية بأسلوب معين، وقد ضمّن فريق تطوير لغة رست هذه الأداة مع توزيعة لغة رست القياسية، مثل rustc، لذا من المفترض أن تكون مثبتة مسبقًا على جهازك.

نجد داخل دالة main الشيفرة البرمجية التالية:

    println!("Hello, world!");

يفعل السطر السابق كامل العمل الذي يهدف إليه برنامجنا البسيط، ألا وهو طباعة النص إلى الشاشة وهناك أربع نقاط مهمة بهذا الخصوص يجب ملاحظتها هنا، هي:

أولًا، أسلوب لغة رست في التنسيق هو محاذاة السطر indent باستخدام أربع مسافات فارغة وليس مسافة جدولة tab.

ثانيًا، تستدعي println!‎ ماكرو رست، وإذا أردنا استدعاء دالة بدلًا من ذلك، فسنستخدم println (أي الاستغناء عن !)، وسنتناقش بخصوص الماكرو في لغة رست بمزيد من التفاصيل في جزئية لاحقة من هذه السلسلة وكل ما عليك معرفته الآن هو أن استخدام ! يعني أننا نستدعي ماكرو بدلًا من الدالة الاعتيادية، وأن الماكرو لا يتبع القوانين ذاتها التي تتبعها الدوال.

ثالثًا، السلسلة النصية "Hello, world!‎" تُمرّر وسيطًا argument للماكرو !println، ثمّ تُطبع السلسلة النصية على الشاشة.

رابعًا، نُنهي السطر بالفاصلة المنقوطة (;) وذلك يُشير إلى انتهاء ذلك التعبير expression وأن التعبير التالي سيبدأ من بعده، وتنتهي معظم أسطر شيفرة لغة رست بالفاصلة المنقوطة.

تصريف البرنامج وتشغيله في لغة رست

لقد شغّلت لتوّك برنامجًا جديد الإنشاء، دعنا ننظر إلى كل خطوة من هذه العملية بتمعّن.

قبل تشغيل برنامج رست، يجب عليك تصريفه باستخدام مصرف لغة رست بإدخال الأمر rustc وتمرير اسم الملف المصدري كما يلي:

$ rustc main.rs

إذا كان لديك معرفة سابقة بلغة C أو C++‎، فستلاحظ أن هذا مماثل لاستخدام الأمر gcc أو clang. بعد التصريف بنجاح، يُخرج رست ملفًا ثنائيًا تنفيذيًا binary executable.

يمكنك رؤية الملف التنفيذي على نظام لينكس أو ماك أو إس أو صدفة PowerShell على ويندوز عبر تنفيذ الأمر ls، وستجد في نظامَي لينكس وماك أو إس ملفين، بينما ستجد ثلاث ملفات إذا كنت تستخدم صدفة PowerShell وهي الملفات ذاتها التي ستجدها عند استخدامك طرفية CMD على ويندوز.

$ ls
main  main.rs

أدخل في طرفية CMD على ويندوز ما يلي (يعني الخيار ‎/B‎ أننا نريد فقط عرض أسماء الملفات):

> dir /B 
main.exe
main.pdb
main.rs

يعرض ما سبق شيفرة الملف المصدر بامتداد "‎.rs"، إضافةً إلى الملف التنفيذي (المسمى main.exe على ويندوز و main على بقية المنصات)، وعند استخدام ويندوز هناك ملف يحتوي على معلومات لتصحيح الأخطاء بامتداد "‎.‎‎pdb‎‎‎"، ويمكنك تشغيل الملف التنفيذي "main" أو "main.exe" على النحو التالي:

$ ./main # ‫‫أو ‎.\main.exe على ويندوز

إذا كان "main.rs" هو برنامج "Hello, world!‎" فسيطبع السطر السابق "Hello, world!‎" على طرفيتك.

قد لا تكون معتادًا على كون جزء التصريف خطوة مستقلة إذا كنت تألف لغة ديناميكية، مثل روبي Ruby، أو بايثون Python، أو جافاسكربت JavaScript. تعدّ لغة رست لغة مُصرّفة سابقة للوقت ahead-of-time compiled language، مما يعني أن البرنامج يُصرّف وينتج عن ذلك ملف تنفيذي يُمنح لأحد آخر، بحيث يمكن له تشغيله دون وجود لغة رست عنده، وعلى النقيض تمامًا إذا أعطيت أحدًا ما ملفًا بامتداد "‎.rb" أو "‎.py" أو "‎.js" فلن يستطيع تشغيله إن لم يتواجد تطبيق روبي أو بايثون أو جافاسكربت مثبتًا عنده، والفارق هنا هو أنه عليك استخدام أمرٍ واحد فقط لتصريف وتشغيل البرنامج. تصميم لغات البرمجة مبني على المقايضات.

يُعد تصريف البرنامج باستخدام rustc فقط كافيًا للبرامج البسيطة، إلا أنك ستحتاج لإدارة جميع الخيارات مع زيادة حجم برنامجك وجعل مشاركة شيفرتك البرمجية مع الغير عملية أسهل، ولذلك سنقدّم لك في الفقرة التالية أداة كارجو Cargo التي ستساعدكَ في كتابة برامج لغة رست لها تطبيقات فعلية في الحياة الواقعية.

نظام بناء لغة رست "مرحبا كارجو"

كارجو هو نظام بناء لغة رست ومدير حزم، إذ يعتمد معظم مستخدمي لغة رست على هذه الأداة لإدارة مشاريع رست لأنها تتكفل بإنجاز الكثير من المهام نيابةً عنك، مثل بناء شيفرتك البرمجية وتنزيل المكتبات التي تعتمد شيفرتك عليها وبناء هذه المكتبات (ندعو المكتبات التي تحتاجها شيفرتك البرمجية لتعمل بالاعتماديات dependencies).

لا تحتاج برامج رست البسيطة -مثل البرنامج الذي كتبناه سابقًا- إلى أي اعتماديات، لذا إذا أردنا بناء مشروع "Hello, world!‎" باستخدام كارجو، فسيستخدم فقط الجزء الذي يتكفل ببناء الشيفرة البرمجية ضمن كارجو لا غير. ستُضيف بعض الاعتماديات عند كتابتك لبرامج أكثر تعقيدًا، وإذا كنت تستخدم كارجو حينها، فستكون إضافة تلك الاعتماديات سهلةً جدًا.

يفترض هذا الكتاب بأنك تستخدم كارجو بما أن معظم مشاريع لغة رست تستخدمه؛ إذ يُثبَّت كارجو تلقائيًا مع رست إذا استخدمت البرنامج الرسمي لتثبيته والذي ناقشناه في فقرة التثبيت، وإذا ثبتت رست باستخدام طرق أخرى، تأكد من وجود كارجو بإدخال الأمر التالي إلى الطرفية:

$ cargo --version

إذا ظهر لك رقم الإصدار، فهذا يعني أنه موجود. إذا ظهرت رسالة خطأ مثل "command not found"، ألقِ نظرةً على توثيق طريقة التثبيت التي اتبعتها لمعرفة طريقة تثبيت كارجو بصورةٍ منفصلة.

إنشاء مشروع للغة رست باستخدام كارجو

دعنا نُنشئ مشروعًا جديدًا باستخدام كارجو ونُقارن بين هذه الطريقة وطريقتنا السابقة في إنشاء مشروع "Hello, world!‎". انتقل إلى مجلد "projects" (أو أي اسم مغاير اخترته لتخزّن فيه شيفرتك البرمجية)، ثم نفذ الأوامر التالية (بغض النظر عن نظام تشغيلك):

$ cargo new hello_cargo
$ cd hello_cargo

يُنشئ الأمر الأول مجلدًا جديدًا باسم "hello_cargo" -إذ أننا اخترنا تسمية "hello_cargo" لمشروعنا- ومن ثم يُنشئ كارجو ملفاته في المجلد الذي اخترناه بذات الاسم.

اذهب إلى المجلد "hello_cargo" واعرض الملفات الموجودة فيه، ستجد أن كارجو قد أنشأ ملفين ومجلدًا واحدًا داخله، هم: ملف باسم "cargo.toml"، ومجلد "src"، وملف "main.rs"؛ كما أنه هيأ مستودع غيت Git جديد مع ملف "‎.gitignore". لن تُوَلّد ملفات غيت إذا استخدمت الأمر cargo new ضمن مستودع جيت موجود مسبقًا، ويمكنك تجاوز ذلك السلوك عن طريق استخدام الأمر cargo new --vcs=git.

ملاحظة: غيت هو نظام شائع للتحكم بالإصدارات، ويمكنك تغيير نظام التحكم بالإصدارات عند تنفيذ الأمر cargo new بإضافة الراية ‎--vcs. يمكنك تنفيذ الأمر cargo new --help إذا أردت رؤية الخيارات المتاحة.

افتح الملف "Cargo.toml" باستخدام محرر النصوص المفضل لديك، يجب أن تكون الشيفرة البرمجية بداخله مشابهة للشيفرة 1-2.

[package]
name = "hello_cargo"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[dependencies]

[الشيفرة 1-2: محتوى ملف Cargo.toml الناتج عن تنفيذ الأمر cargo new]

يمكنك الاطلاع على مزيدٍ من المفاتيح وتعريفاتها على الرابط.

هذا الملف مكتوب بتنسيق لغة TOML (اختصارًا للغة توم المُختصرة الواضحة Tom's Obvious, Minimal Langaug)، وهي لغة تنسيق كارجو.

يمثل السطر الأول [package] قسم ترويسة الذي يشير إلى أن ما يليه هي معلومات لإعداد الحزمة. نُضيف المزيد من الأقسام إذا أردنا إضافة المزيد من المعلومات إلى هذا الملف.

تُعدّ الأسطر الثلاث التالية المعلومات التي يحتاجها كارجو لتصريف برنامجك ألا وهي: اسم المشروع وإصدار لغة رست المُستخدم، وسنتحدث عن مفتاح edition لاحقًا.

السطر الأخير [dependencies] هو بداية جزء جديد يحتوي على أي اعتماديات يعتمد عليها مشروعك لعمله. يُشار إلى حزم الشيفرات البرمجية في لغة رست باسم الصناديق crates، ولا نحتاج هنا أي صناديق أخرى لهذا المشروع، ولكننا سنحتاج إلى صناديق إضافية في مشاريع لاحقة وعندها سنستخدم هذا القسم.

أما الآن فافتح الملف "main.rs" الموجود داخل المجلد "src" وألقِ نظرةً على ما داخله:

fn main() {
    println!("Hello, world!");
}

قد ولّد كارجو برنامج "!Hello, world" لك على نحوٍ مماثل للبرنامج الذي كتبناه سابقًا في الشيفرة 1-1، والاختلاف الوحيد حتى اللحظة بين مشروعنا السابق ومشروع كارجو هو أن كارجو أضاف الشيفرة البرمجية داخل مجلد "src" وأنه لدينا ملف الإعداد "Cargo.toml" في المجلد الرئيسي.

يتوقع كارجو بأن تتواجد ملفاتك المصدرية داخل المجلد "src"، وأن يكون المجلد الرئيسي للمشروع فقط للملفات التوضيحية README files والمعلومات عن رخصة البرنامج license information وملفات الضبط configuration files وأي ملفات أخرى غير مرتبطة بشيفرتك المصدرية مباشرةً. يساعدك استخدام كارجو في تنظيم ملفاتك إذ أن هناك مكان لكل شيء وكلّ شيء يُخزّن في مكانه.

يمكنك تحويل مشروعك إلى مشروع يستخدم كارجو إذا أنشأت مشروعًا جديدًا دون استخدام كارجو على نحوٍ مماثل لما فعلناه في مشروع "!Hello, world"، فكل ما عليك فعله هو نقل الشيفرة المصدرية الخاصة بالمشروع إلى مجلد "src" وإنشاء ملف "Cargo.toml" موافق لتفاصيل المشروع.

بناء وتشغيل مشروع كارجو

دعنا ننظر الآن إلى ما هو مختلف عندما نشغّل برنامج "!Hello, world" باستخدام كارجو. أنشئ مشروعك بإدخال الأمر التالي داخل المجلد "hello_cargo":

$ cargo build
   Compiling hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 2.85 secs

يُنشئ الأمر السابق ملف تنفيذي ضمن المجلد "target/debug/hello_cargo" (أو "target\debug\hello_cargo.exe" على ويندوز) بدلًا عن مجلدك الحالي، ويمكنك تشغيل الملف التنفيذي باستخدام الأمر التالي:

$ ./target/debug/hello_cargo  # ‫أو ‎.\target\debug\hello_cargo.exe على ويندوز
Hello, world!

إذا مر كل ما سبق بنجاح فستُطبع "Hello, world!‎" على الطرفية. يتسبب تنفيذ الأمر cargo build للمرة الأولى بإنشاء كارجو لملف جديد في المجلد الرئيسي باسم "Cargo.lock" وهذا الملف يتابع إصدارات الاعتماديات المستخدمة في مشروعك، وبما أن هذا المشروع لا يحتوي على أي اعتماديات، فلن يكون هذا الملف ذا أهمية كبيرة، إلا أن هذا يعني أنه لا يوجد أي حاجة لتغيير محتويات هذا الملف يدويًا بل يتكفل كارجو بمحتوياته بدلًا عنك.

بنينا لتوّنا مشروعًا باستخدام cargo build وشغّلناه باستخدام الأمر ‎./target/debug/hello_cargo، إلا أنه يمكننا استخدام الأمر cargo run أيضًا لتصريف الشيفرة البرمجية وتشغيلها مما ينتج عن تشغيل الملف التنفيذ باستخدام أمر واحد فقط:

$ cargo run
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.0 secs
     Running `target/debug/hello_cargo`
Hello, world!

يستخدم معظم المطورين cargo run لأنه أكثر ملاءمةً من تذكُّر تشغيل cargo build ثم استخدام المسار الكامل وصولًا للملف الثنائي (التنفيذي).

لاحظ أننا لم نرى هذه المرة أي خرج يشير إلى أن كارجو يصرّف "hello_cargo"، وذلك لأن كارجو لاحظ أن الملف لم يتغير وبالتالي فقد شغّل مباشرةً الملف الثنائي، وإلّا في حالة تعديل الشيفرة المصدرية سيعيد كارجو بناء المشروع قبل تشغيله وستجد خرجًا مشابهًا لما يلي:

$ cargo run
   Compiling hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.33 secs
     Running `target/debug/hello_cargo`
Hello, world!

يحتوي كارجو أيضًا على أمر آخر وهو cargo check، ويتحقق هذا الأمر من شيفرتك البرمجية للتأكد من أنها ستُصرّف بنجاح ولكنه لا يولّد أي ملف تنفيذي:

$ cargo check
   Checking hello_cargo v0.1.0 (file:///projects/hello_cargo)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.32 secs

لكن في أيّ الحالات لن تحتاج إلى ملف تنفيذي؟ يكون الأمر cargo check أسرع غالبًا في تنفيذه من الأمر cargo build لأنه يتخطى مرحلة توليد الملف التنفيذي، وبالتالي إذا أردت التحقق باستمرار من صحة شيفرتك البرمجية خلال كتابتها فاستخدام cargo check سيُسرّع العملية بصورةٍ ملحوظة. ينفّذ معظم مستخدمي لغة رست الأمر cargo check دوريًا عادةً للتأكد من صحة شيفرتهم البرمجية ومن أنها ستُصرّف دون مشاكل، ثمّ ينفذون الأمر cargo build عندما يحين الوقت لتوليد ملف تنفيذي واستخدامه.

دعنا نلخّص ما تعلمناه لحد اللحظة بخصوص كارجو:

نُنشئ المشاريع باستخدام الأمر cargo new.
نبني المشروع باستخدام الأمر cargo build.
نستطيع بناء المشروع وتشغيله بأمر واحد وهو cargo run.
يمكننا بناء المشروع دون توليد ملف تنفيذي ثنائي بهدف التحقق من الأخطاء في الشيفرة البرمجية باستخدام الأمر cargo check.
يخزن كارجو ناتج عملية البناء في المجلد "target/debug" عوضًا عن تخزينها في مجلد الشيفرة البرمجية ذاتها.

الميزة الإضافية في كارجو هي أن الأوامر هي نفسها ضمن جميع أنظمة التشغيل التي تعمل عليها، وبالتالي ومن هذه النقطة فصاعدًا لن نزوّدك بنظام التشغيل بالتحديد (لينكس أو ماك أو إس أو ويندوز) لكل توجيه.

بناء المشروع لإطلاقه

يمكنك استخدام الأمر cargo build --release عندما يصل مشروعك إلى مرحلة الإطلاق لتصريفه بصورةٍ مُحسّنة، وسيولّد هذا الأمر ملفًا تنفيذيًا في المجلد "target/release" بدلًا من المجلد "target/debug"، ويزيد التحسين من سرعة تنفيذ شيفرتك البرمجية إلا أن عملية تصريفه ستستغرق وقتًا أطول، وهذا السبب في تواجد خيارين لبناء المشروع: أحدهما هو بهدف التطوير عندما تحتاج لبناء المشروع بسرعة وبصورةٍ دورية والآخر لبناء النسخة النهائية من البرنامج التي ستعطيها إلى المستخدم وفي هذه الحالة لن تُصرّف البرنامج دوريًا وسيكون البرنامج الناتج أسرع ما يمكن. إذا أردت قياس الوقت الذي تستغرقه شيفرتك البرمجية لتُنفّذ، استخدم الأمر cargo build --release وقِس الوقت باستخدام الملف التنفيذي الموجود في المجلد "target/release".

أداة كارجو مثل أداة عرض

لن يقدّم لك كارجو في المشاريع البسيطة الكثير من الإيجابيات مقارنةً باستخدام الأمر rustc، إلا أن الفارق سيتضح أكثر حالما تعمل على برنامج معقدة تتألف من عدّة صناديق crates، وعندما تنمو البرامج لعدة ملفات أو تحتاج إلى اعتماديات، فمن الأسهل في هذه الحالة استخدام كارجو لتنسيق عملية بناء المشروع.

على الرغم من بساطة مشروع "hello_cargo" السابق إلا أنه يستخدم الآن الأدوات الواقعية والعملية التي ستستخدمها طوال مسيرتك مع لغة رست، وحتى تستطيع العمل على أي مشروع موجود مسبقًا، يمكنك استخدام الأوامر التالية للتحقق من الشيفرة البرمجية باستخدام غيت، ثمّ انتقل إلى مجلد المشروع وابنه:

$ git clone example.org/someproject
$ cd someproject
$ cargo build

لمزيدٍ من المعلومات حول كارجو، انظر إلى التوثيق.

ملخص

لقد قطعتَ شوطًا كبيرًا ضمن رحلتك مع لغة رست في هذا المقال، إذ تعلمنا ما يلي:

تثبيت آخر إصدارات لغة رست المستقرة باستخدام rustup.
تحديث إصدار لغة رست الموجود إلى آخر جديد.
فتح التوثيق المحلي (دون اتصال بالإنترنت).
كتابة وتشغيل برنامج "!Hello, world" باستخدام rustc مباشرةً.
إنشاء وتشغيل برنامج جديد باستخدام أداة كارجو.

حان الوقت المناسب لبناء برنامج أكثر واقعية للاعتياد على قراءة وكتابة شيفرة رست. لذا، سنبني في المقالة التالية برنامج لعبة تخمين، لكن إذا أردت تعلم أساسيات البرمجة في لغة رست، انتقل إلى المقالة التي تليها مباشرةً.

ترجمة -وبتصرف- لفصل Getting Started من كتاب The Rust Programming Language.