Wachsende Projekte verwalten mit Paketen (packages), Kisten (crates) und Modulen
Wenn du große Programme schreibst, wird die Organisation deines Codes immer wichtiger. Durch die Gruppierung verwandter Funktionen und die Trennung von Code mit unterschiedlichen Funktionalitäten wird klar, wo der Code zu finden ist, der eine bestimmte Funktionalität implementiert, und an welcher Stelle die Funktionalität eines Merkmals zu ändern ist.
Die Programme, die wir bisher geschrieben haben, waren in einem Modul in einer Datei. Wenn ein Projekt wächst, solltest du den Code organisieren, indem du ihn in mehrere Module und dann in mehrere Dateien aufteilst. Ein Paket (package) kann mehrere Binär-Kisten (binary crates) und optional eine Bibliotheks-Kiste (library crate) enthalten. Wenn ein Paket wächst, kannst du Teile in separate Kisten extrahieren, die zu externen Abhängigkeiten werden. Dieses Kapitel behandelt all diese Techniken. Für sehr große Projekte aus einer Reihe von zusammenhängenden Paketen, die sich gemeinsam weiterentwickeln, stellt Cargo Arbeitsbereiche zur Verfügung, die wir im Abschnitt „Cargo-Arbeitsbereiche“ in Kapitel 14 behandeln werden.
Wir werden auch die Kapselung von Implementierungsdetails besprechen, wodurch du Code auf einer höheren Ebene wiederverwenden kannst: Sobald du eine Operation implementiert hast, kann anderer Code diesen Code über die öffentliche Schnittstelle des Codes aufrufen, ohne wissen zu müssen, wie die Implementierung funktioniert. Die Art und Weise, wie du Code schreibst, definiert, welche Teile für anderen Code öffentlich sind und welche Teile private Implementierungsdetails sind, deren Änderung du dir vorbehältst. Dies ist eine weitere Möglichkeit, die Menge der Details, die man im Kopf behalten muss, zu begrenzen.
Ein verwandtes Konzept ist der Gültigkeitsbereich (scope): Der verschachtelte Kontext, in dem Code geschrieben wird, hat eine Reihe von Namen, die als „im Gültigkeitsbereich“ (in scope) definiert sind. Beim Lesen, Schreiben und Kompilieren von Code müssen Programmierer und Compiler wissen, ob sich ein bestimmter Name an einer bestimmten Stelle auf eine Variable, Funktion, Struktur (struct), Aufzählung (enum), Modul, Konstante oder ein anderes Element bezieht und was dieses Element bedeutet. Du kannst Gültigkeitsbereiche erstellen und verändern, welche Namen in oder außerhalb des Gültigkeitsbereichs liegen. Du kannst nicht zwei Elemente mit gleichem Namen im selben Gültigkeitsbereich haben; es sind Werkzeuge zur Lösung von Namenskonflikten vorhanden.
Rust verfügt über eine Reihe von Funktionalitäten, mit denen du die Organisation deines Codes verwalten kannst, z.B. welche Details offengelegt werden, welche Details privat sind und welche Namen im jeweiligen Gültigkeitsbereich deines Programms sind. Zu diesen Funktionalitäten, die manchmal kollektiv als Modulsystem bezeichnet werden, gehören:
- Pakete (packages): Eine Cargo-Funktionalität, mit der du Kisten bauen, testen und gemeinsam nutzen kannst.
- Kisten (crates): Ein Baum von Modulen, der eine Bibliothek oder ein ausführbares Programm erzeugt.
- Module und
use: Ermöglicht dir, die Organisation, den Gültigkeitsbereich und den Datenschutz von Pfaden zu steuern. - Pfade: Eine Möglichkeit, ein Element zu benennen, z.B. eine Struktur, eine Funktion oder ein Modul.
In diesem Kapitel gehen wir auf all diese Funktionalitäten ein, besprechen, wie sie zusammenwirken, und erklären, wie sie zur Verwaltung der Gültigkeitsbereiche eingesetzt werden können. Am Ende solltest du ein solides Verständnis des Modulsystems haben und in der Lage sein, mit den Gültigkeitsbereichen wie ein Profi zu arbeiten!