Rust 1.45.0 版本发布

Rust 团队很高兴地宣布 Rust 新版本 1.45.0 发布。Rust 是一种旨在帮助每个人构建可靠且高效软件的编程语言。

如果您之前通过 rustup 安装了 Rust，那么升级到 Rust 1.45.0 非常简单，只需执行：

$ rustup update stable

如果您还没有安装 rustup，您可以从我们网站的相应页面获取 rustup，并查看 GitHub 上 1.45.0 详细版本发布说明。

1.45.0 稳定版的新特性

Rust 1.45.0 有两个重要的变更需要注意：修复了整数和浮点数之间转换时长期存在的 unsoundness 问题，以及稳定了使一个流行的 Web 框架能够在稳定版 Rust 上运行所需的最后一个特性。

修复类型转换中的 unsoundness 问题

Issue 10184 最初在 2013 年 10 月被提出，那时距离 Rust 1.0 发布还有一年半的时间。您可能知道，rustc 使用 LLVM 作为编译器后端。当您编写如下代码时：

pub fn cast(x: f32) -> u8 {
    x as u8
}

Rust 1.44.0 及更早版本的 Rust 编译器会生成如下所示的 LLVM-IR：

define i8 @_ZN10playground4cast17h1bdf307357423fcfE(float %x) unnamed_addr #0 {
start:
  %0 = fptoui float %x to i8
  ret i8 %0
}

fptoui 实现了类型转换，它是 "floating point to unsigned integer"（浮点数到无符号整数）的缩写。

但这里有一个问题。来自文档：

‘fptoui’ 指令将其浮点操作数转换为最接近的（向零舍入）无符号整数值。如果该值无法容纳在 ty2 中，则结果是一个 poison value。

现在，除非您经常深入研究编译器，否则您可能不理解这意味着什么。它充满了术语，但有一个更简单的解释：如果您将一个很大的浮点数转换为一个很小的整数，您会得到未定义行为。

这意味着，例如，以下代码没有明确定义：

fn cast(x: f32) -> u8 {
    x as u8
}

fn main() {
    let f = 300.0;

    let x = cast(f);

    println!("x: {}", x);
}

在 Rust 1.44.0 上，这段代码在我的机器上恰好打印 "x: 0"。但它可能打印任何内容，或执行任何操作：这是未定义行为。但是，unsafe 关键字没有在这段代码块中使用。这就是我们所说的 "soundness" bug，也就是说，这是一个编译器行为错误的问题。我们在 issue 跟踪器上将这些 bug 标记为 I-unsound，并非常认真地对待它们。

但是，这个 bug 花费了很长时间才解决。原因是正确的前进方向非常不明确。

最终，决定这样做：

as 将执行“饱和转换”。
如果您想跳过检查，将会添加一个新的 unsafe 转换。

这与数组访问非常相似，例如：

array[i] 将检查以确保 array 至少有 i + 1 个元素。
您可以使用 unsafe { array.get_unchecked(i) } 来跳过检查。

那么，什么是饱和转换呢？让我们看一个稍微修改过的例子：

fn cast(x: f32) -> u8 {
    x as u8
}

fn main() {
    let too_big = 300.0;
    let too_small = -100.0;
    let nan = f32::NAN;

    println!("too_big_casted = {}", cast(too_big));
    println!("too_small_casted = {}", cast(too_small));
    println!("not_a_number_casted = {}", cast(nan));
}

这将打印：

too_big_casted = 255
too_small_casted = 0
not_a_number_casted = 0

也就是说，太大的数字会变成最大可能的值。太小的数字会产生最小可能的值（即零）。NaN 产生零。

以不安全方式进行转换的新 API 是：

let x: f32 = 1.0;
let y: u8 = unsafe { x.to_int_unchecked() };

但与往常一样，您应该仅在万不得已的情况下才使用此方法。就像数组访问一样，编译器通常可以优化掉检查，使得在编译器可以证明安全的情况下，安全版本和不安全版本是等效的。

稳定化类函数过程宏，使其可在表达式、模式和语句中使用

在 Rust 1.30.0 中，我们稳定了 “item 位置的类函数过程宏”。例如，gnome-class crate：

Gnome-class 是 Rust 的一个过程宏。在宏内部，我们定义了一种尽可能像 Rust 的迷你语言，并且具有扩展功能，可让您定义 GObject 子类、它们的属性、信号、接口实现以及 GObject 的其余功能。目标是让您无需编写任何不安全代码。

它看起来像这样：

gobject_gen! {
    class MyClass: GObject {
        foo: Cell<i32>,
        bar: RefCell<String>,
    }

    impl MyClass {
        virtual fn my_virtual_method(&self, x: i32) {
            ... do something with x ...
        }
    }
}

“item 位置” 是一些术语，但基本上这意味着您只能在代码的某些位置调用 gobject_gen!。

Rust 1.45.0 增加了在三个新位置调用过程宏的能力：

// imagine we have a procedural macro named "mac"

mac!(); // item position, this was what was stable before

// but these three are new:
fn main() {
  let expr = mac!(); // expression position

  match expr {
      mac!() => {} // pattern position
  }

  mac!(); // statement position
}

能够在更多位置使用宏是很有趣的，但还有另一个原因让许多 Rust 爱好者长期以来一直在等待此功能：Rocket。Rocket 最初于 2016 年 12 月发布，是一个流行的 Rust Web 框架，通常被描述为 Rust 生态系统提供的最佳工具之一。这是其即将发布的版本中的 “hello world” 示例：

#[macro_use] extern crate rocket;

#[get("/<name>/<age>")]
fn hello(name: String, age: u8) -> String {
    format!("Hello, {} year old named {}!", age, name)
}

#[launch]
fn rocket() -> rocket::Rocket {
    rocket::ignite().mount("/hello", routes![hello])
}

直到今天，Rocket 仍然依赖于 nightly-only 功能来实现其灵活性和人体工程学的承诺。实际上，正如在项目主页上看到的那样，当前版本的 Rocket 中的相同示例需要 proc_macro_hygiene 功能才能编译。但是，正如您可能从该功能的名称中猜到的那样，今天它在稳定版中发布了！这个 issue 跟踪了 Rocket 中 nightly-only 功能的历史。现在，它们都已完成！

Rocket 的下一个版本仍在开发中，但发布后，许多人会非常高兴 :)

库变更

在 Rust 1.45.0 中，以下 API 被稳定化：

此外，您可以将 char 与 ranges 结合使用，以迭代码位：

for ch in 'a'..='z' {
    print!("{}", ch);
}
println!();
// Prints "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"

有关更改的完整列表，请参阅完整的版本发布说明。

其他变更

Rust 1.45.0 版本还有其他更改：请查看 Rust、Cargo 和 Clippy 中的更改。

1.45.0 版本贡献者

许多人齐心协力创建了 Rust 1.45.0。没有你们所有人，我们不可能做到。感谢！