Ch1：為什麼是 Rust？記憶體安全的暴力美學

Feb 26, 2026 · Sean Sie

Why Rust?

既然你都點進來了，原因你應該很清楚。不管是為了效能、記憶體安全，還是單純想在簡歷上看起來比較厲害，Rust 都是你的不二之選。至於細節？不知道的可以去問 ChatGPT，我們這裡只講重點。

Hello World：注意那個「!」

廢話不多說，直接看程式碼：

fn main() {  
    println!("hello world");  
}

⚡ 極速講解

fn main()：這不用解釋吧？這是程式的起點。
println!()：這是標準輸出，但嚴格來說它是巨集 (Macro)，關鍵就在那個 !。
為什麼要用巨集？ 因為 Rust 編譯器要在編譯期就檢查你的格式化字串。普通函數做不到這種程度的靈活度，巨集能讓你在編譯階段就少掉一堆 Bug。

記憶體戰場：Stack vs Heap

Rust 對記憶體非常講究，這是它「反直覺」的來源。你必須先搞懂這兩塊地盤：

Stack (棧)：
- 這裡存「大小固定」的資料（如整數、布林值）。
- 像疊盤子，速度極快。
Heap (堆)：
- 這裡存「大小不固定」或「超巨大」的資料（如 String、動態陣列）。
- Stack 只會存下一個指向 Heap 的「指標」與長度資訊。

這就是 Rust 講究的地方，也是新手最容易撞牆的地方：Heap 的管理。

所有權 (Ownership)：Rust 的靈魂

在 Rust，每個物件都必須有一個「主人」，也就是識別字。

規則一：每個物件只能屬於一個主人。
規則二：當你透過 = 賦值時，會根據資料存在哪而有不同反應：
- Stack 資料：預設會「複製」一份。因為資料小，Copy 一下沒負擔。
- Heap 資料：預設會「轉移所有權 (Move)」。

⚡ 轉移所有權的慘案

fn main() {  
    let a = String::from("rust");  
    let b = a;   
    // "rust" 的歸屬從 a 轉移到 b 了 (a ==> b)

    // println!("a = {}", a); ❌ 報鎖！a 已經失去所有權，它現在是個空殼。  
}

為什麼要這麼麻煩？

因為如果 a 跟 b 同時指向同一塊記憶體，當程式跑完要釋放時，這兩個人都會嘗試去刪除同一塊地。這叫「雙重釋放 (Double Free)」，是 C 語言時代的噩夢。Rust 在編譯期就直接把這種可能性掐死。

如果你真的需要兩份？請用 a.clone()。但記住，clone 會有「巨大開銷」，沒事別亂用。

借用 (Borrowing)：我只是看一下

轉移所有權太暴力了，有時候我只是想借來用一下，Rust 提供了「借用」機制：

唯讀借用 (&foo)：允許多個人同時「看」。
可變借用 (&mut foo)：只允許一個人在那裡「改」。

金律：一寫多讀不可兼得。 當有人在改的時候，別人都不能看；大家都在看的時候，誰都不能改。

表達式導向 (Expression-Based)

Rust 是一個「表達式導向」的語言，這讓程式碼變得很簡潔。

fn hello() -> &str {  
    println!("executed");  
    "hello" // 沒加分號！這就是回傳值  
}

有分號：語句 (Statement)，執行它，但不回傳東西。
沒分號：表達式 (Expression)，執行它，並把結果丟出去。

如果你是傳統派，Rust 也有 return，但社群通常建議：成功路徑用表達式，發生非預期錯誤才用 return。

基本輸入輸出

Rust 的錯誤處理非常嚴格。看看這個輸入例子：

use std::io::stdin;

fn main() {  
    let mut s = String::new();  
    stdin()  
        .read_line(&mut s)   
        .expect("fail"); // 失敗了要怎麼辦？Rust 逼你想清楚。

    let n: i32 = s.trim().parse().expect("不是數字啊大哥");  
    println!("你輸入的是：{}", n);  
}

你會發現 expect 到處都是。這是因為 Rust 強迫你思考「萬一失敗了怎麼辦」，而不是等到程式執行到一半崩潰才來修。這就是 Rust 能讓程式更健壯的秘密。