]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/doc/guide.md
Fix some wording about errors
[rust.git] / src / doc / guide.md
1 % The Rust Guide
2
3 Hey there! Welcome to the Rust guide. This is the place to be if you'd like to
4 learn how to program in Rust. Rust is a systems programming language with a
5 focus on "high-level, bare-metal programming": the lowest level control a
6 programming language can give you, but with zero-cost, higher level
7 abstractions, because people aren't computers. We really think Rust is
8 something special, and we hope you do too.
9
10 To show you how to get going with Rust, we're going to write the traditional
11 "Hello, World!" program. Next, we'll introduce you to a tool that's useful for
12 writing real-world Rust programs and libraries: "Cargo." After that, we'll talk
13 about the basics of Rust, write a little program to try them out, and then learn
14 more advanced things.
15
16 Sound good? Let's go!
17
18 # Installing Rust
19
20 The first step to using Rust is to install it! There are a number of ways to
21 install Rust, but the easiest is to use the `rustup` script. If you're on
22 Linux or a Mac, all you need to do is this (note that you don't need to type
23 in the `$`s, they just indicate the start of each command):
24
25 ```{ignore}
26 $ curl -s https://static.rust-lang.org/rustup.sh | sudo sh
27 ```
28
29 (If you're concerned about `curl | sudo sh`, please keep reading. Disclaimer
30 below.)
31
32 If you're on Windows, please download either the [32-bit
33 installer](https://static.rust-lang.org/dist/rust-nightly-i686-w64-mingw32.exe)
34 or the [64-bit
35 installer](https://static.rust-lang.org/dist/rust-nightly-x86_64-w64-mingw32.exe)
36 and run it.
37
38 If you decide you don't want Rust anymore, we'll be a bit sad, but that's okay.
39 Not every programming language is great for everyone. Just pass an argument to
40 the script:
41
42 ```{ignore}
43 $ curl -s https://static.rust-lang.org/rustup.sh | sudo sh -s -- --uninstall
44 ```
45
46 If you used the Windows installer, just re-run the `.exe` and it will give you
47 an uninstall option.
48
49 You can re-run this script any time you want to update Rust. Which, at this
50 point, is often. Rust is still pre-1.0, and so people assume that you're using
51 a very recent Rust.
52
53 This brings me to one other point: some people, and somewhat rightfully so, get
54 very upset when we tell you to `curl | sudo sh`. And they should be! Basically,
55 when you do this, you are trusting that the good people who maintain Rust
56 aren't going to hack your computer and do bad things. That's a good instinct!
57 If you're one of those people, please check out the documentation on [building
58 Rust from Source](https://github.com/rust-lang/rust#building-from-source), or
59 [the official binary downloads](http://www.rust-lang.org/install.html). And we
60 promise that this method will not be the way to install Rust forever: it's just
61 the easiest way to keep people updated while Rust is in its alpha state.
62
63 Oh, we should also mention the officially supported platforms:
64
65 * Windows (7, 8, Server 2008 R2), x86 only
66 * Linux (2.6.18 or later, various distributions), x86 and x86-64
67 * OSX 10.7 (Lion) or greater, x86 and x86-64
68
69 We extensively test Rust on these platforms, and a few others, too, like
70 Android. But these are the ones most likely to work, as they have the most
71 testing.
72
73 Finally, a comment about Windows. Rust considers Windows to be a first-class
74 platform upon release, but if we're honest, the Windows experience isn't as
75 integrated as the Linux/OS X experience is. We're working on it! If anything
76 does not work, it is a bug. Please let us know if that happens. Each and every
77 commit is tested against Windows just like any other platform.
78
79 If you've got Rust installed, you can open up a shell, and type this:
80
81 ```{ignore}
82 $ rustc --version
83 ```
84
85 You should see some output that looks something like this:
86
87 ```{ignore}
88 rustc 0.12.0-nightly (b7aa03a3c 2014-09-28 11:38:01 +0000)
89 ```
90
91 If you did, Rust has been installed successfully! Congrats!
92
93 If not, there are a number of places where you can get help. The easiest is
94 [the #rust IRC channel on irc.mozilla.org](irc://irc.mozilla.org/#rust), which
95 you can access through
96 [Mibbit](http://chat.mibbit.com/?server=irc.mozilla.org&channel=%23rust). Click
97 that link, and you'll be chatting with other Rustaceans (a silly nickname we
98 call ourselves), and we can help you out. Other great resources include [our
99 mailing list](https://mail.mozilla.org/listinfo/rust-dev), [the /r/rust
100 subreddit](http://www.reddit.com/r/rust), and [Stack
101 Overflow](http://stackoverflow.com/questions/tagged/rust).
102
103 # Hello, world!
104
105 Now that you have Rust installed, let's write your first Rust program. It's
106 traditional to make your first program in any new language one that prints the
107 text "Hello, world!" to the screen. The nice thing about starting with such a
108 simple program is that you can verify that your compiler isn't just installed,
109 but also working properly. And printing information to the screen is a pretty
110 common thing to do.
111
112 The first thing that we need to do is make a file to put our code in. I like
113 to make a `projects` directory in my home directory, and keep all my projects
114 there. Rust does not care where your code lives.
115
116 This actually leads to one other concern we should address: this guide will
117 assume that you have basic familiarity with the command line. Rust does not
118 require that you know a whole ton about the command line, but until the
119 language is in a more finished state, IDE support is spotty. Rust makes no
120 specific demands on your editing tooling, or where your code lives.
121
122 With that said, let's make a directory in our projects directory.
123
124 ```{bash}
125 $ mkdir ~/projects
126 $ cd ~/projects
127 $ mkdir hello_world
128 $ cd hello_world
129 ```
130
131 If you're on Windows and not using PowerShell, the `~` may not work. Consult
132 the documentation for your shell for more details.
133
134 Let's make a new source file next. I'm going to use the syntax `editor
135 filename` to represent editing a file in these examples, but you should use
136 whatever method you want. We'll call our file `main.rs`:
137
138 ```{bash}
139 $ editor main.rs
140 ```
141
142 Rust files always end in a `.rs` extension. If you're using more than one word
143 in your file name, use an underscore. `hello_world.rs` rather than
144 `helloworld.rs`.
145
146 Now that you've got your file open, type this in:
147
148 ```{rust}
149 fn main() {
150     println!("Hello, world!");
151 }
152 ```
153
154 Save the file, and then type this into your terminal window:
155
156 ```{bash}
157 $ rustc main.rs
158 $ ./main # or main.exe on Windows
159 Hello, world!
160 ```
161
162 Success! Let's go over what just happened in detail.
163
164 ```{rust}
165 fn main() {
166
167 }
168 ```
169
170 These lines define a **function** in Rust. The `main` function is special:
171 it's the beginning of every Rust program. The first line says "I'm declaring a
172 function named `main`, which takes no arguments and returns nothing." If there
173 were arguments, they would go inside the parentheses (`(` and `)`), and because
174 we aren't returning anything from this function, we've dropped that notation
175 entirely.  We'll get to it later.
176
177 You'll also note that the function is wrapped in curly braces (`{` and `}`).
178 Rust requires these around all function bodies. It is also considered good
179 style to put the opening curly brace on the same line as the function
180 declaration, with one space in between.
181
182 Next up is this line:
183
184 ```{rust}
185     println!("Hello, world!");
186 ```
187
188 This line does all of the work in our little program. There are a number of
189 details that are important here. The first is that it's indented with four
190 spaces, not tabs. Please configure your editor of choice to insert four spaces
191 with the tab key. We provide some [sample configurations for various
192 editors](https://github.com/rust-lang/rust/tree/master/src/etc).
193
194 The second point is the `println!()` part. This is calling a Rust **macro**,
195 which is how metaprogramming is done in Rust. If it were a function instead, it
196 would look like this: `println()`. For our purposes, we don't need to worry
197 about this difference. Just know that sometimes, you'll see a `!`, and that
198 means that you're calling a macro instead of a normal function. Rust implements
199 `println!` as a macro rather than a function for good reasons, but that's a
200 very advanced topic. You'll learn more when we talk about macros later. One
201 last thing to mention: Rust's macros are significantly different than C macros,
202 if you've used those. Don't be scared of using macros. We'll get to the details
203 eventually, you'll just have to trust us for now.
204
205 Next, `"Hello, world!"` is a **string**. Strings are a surprisingly complicated
206 topic in a systems programming language, and this is a **statically allocated**
207 string. We will talk more about different kinds of allocation later. We pass
208 this string as an argument to `println!`, which prints the string to the
209 screen. Easy enough!
210
211 Finally, the line ends with a semicolon (`;`). Rust is an **expression
212 oriented** language, which means that most things are expressions. The `;` is
213 used to indicate that this expression is over, and the next one is ready to
214 begin. Most lines of Rust code end with a `;`. We will cover this in-depth
215 later in the guide.
216
217 Finally, actually **compiling** and **running** our program. We can compile
218 with our compiler, `rustc`, by passing it the name of our source file:
219
220 ```{bash}
221 $ rustc main.rs
222 ```
223
224 This is similar to `gcc` or `clang`, if you come from a C or C++ background. Rust
225 will output a binary executable. You can see it with `ls`:
226
227 ```{bash}
228 $ ls
229 main  main.rs
230 ```
231
232 Or on Windows:
233
234 ```{bash}
235 $ dir
236 main.exe  main.rs
237 ```
238
239 There are now two files: our source code, with the `.rs` extension, and the
240 executable (`main.exe` on Windows, `main` everywhere else)
241
242 ```{bash}
243 $ ./main  # or main.exe on Windows
244 ```
245
246 This prints out our `Hello, world!` text to our terminal.
247
248 If you come from a dynamically typed language like Ruby, Python, or JavaScript,
249 you may not be used to these two steps being separate. Rust is an
250 **ahead-of-time compiled language**, which means that you can compile a
251 program, give it to someone else, and they don't need to have Rust installed.
252 If you give someone a `.rb` or `.py` or `.js` file, they need to have
253 Ruby/Python/JavaScript installed, but you just need one command to both compile
254 and run your program. Everything is a tradeoff in language design, and Rust has
255 made its choice.
256
257 Congratulations! You have officially written a Rust program. That makes you a
258 Rust programmer! Welcome.
259
260 Next, I'd like to introduce you to another tool, Cargo, which is used to write
261 real-world Rust programs. Just using `rustc` is nice for simple things, but as
262 your project grows, you'll want something to help you manage all of the options
263 that it has, and to make it easy to share your code with other people and
264 projects.
265
266 # Hello, Cargo!
267
268 [Cargo](http://crates.io) is a tool that Rustaceans use to help manage their
269 Rust projects. Cargo is currently in an alpha state, just like Rust, and so it
270 is still a work in progress. However, it is already good enough to use for many
271 Rust projects, and so it is assumed that Rust projects will use Cargo from the
272 beginning.
273
274 Cargo manages three things: building your code, downloading the dependencies
275 your code needs, and building the dependencies your code needs.  At first, your
276 program doesn't have any dependencies, so we'll only be using the first part of
277 its functionality. Eventually, we'll add more. Since we started off by using
278 Cargo, it'll be easy to add later.
279
280 Let's convert Hello World to Cargo. The first thing we need to do to begin
281 using Cargo is to install Cargo. Luckily for us, the script we ran to install
282 Rust includes Cargo by default. If you installed Rust some other way, you may
283 want to [check the Cargo
284 README](https://github.com/rust-lang/cargo#installing-cargo-from-nightlies)
285 for specific instructions about installing it.
286
287 To Cargo-ify our project, we need to do two things: Make a `Cargo.toml`
288 configuration file, and put our source file in the right place. Let's
289 do that part first:
290
291 ```{bash}
292 $ mkdir src
293 $ mv main.rs src/main.rs
294 ```
295
296 Cargo expects your source files to live inside a `src` directory. That leaves
297 the top level for other things, like READMEs, license information, and anything
298 not related to your code. Cargo helps us keep our projects nice and tidy. A
299 place for everything, and everything in its place.
300
301 Next, our configuration file:
302
303 ```{bash}
304 $ editor Cargo.toml
305 ```
306
307 Make sure to get this name right: you need the capital `C`!
308
309 Put this inside:
310
311 ```{ignore}
312 [package]
313
314 name = "hello_world"
315 version = "0.0.1"
316 authors = [ "Your name <you@example.com>" ]
317
318 [[bin]]
319
320 name = "hello_world"
321 ```
322
323 This file is in the [TOML](https://github.com/toml-lang/toml) format. Let's let
324 it explain itself to you:
325
326 > TOML aims to be a minimal configuration file format that's easy to read due
327 > to obvious semantics. TOML is designed to map unambiguously to a hash table.
328 > TOML should be easy to parse into data structures in a wide variety of
329 > languages.
330
331 TOML is very similar to INI, but with some extra goodies.
332
333 Anyway, there are two **table**s in this file: `package` and `bin`. The first
334 tells Cargo metadata about your package. The second tells Cargo that we're
335 interested in building a binary, not a library (though we could do both!), as
336 well as what it is named.
337
338 Once you have this file in place, we should be ready to build! Try this:
339
340 ```{bash}
341 $ cargo build
342    Compiling hello_world v0.0.1 (file:///home/yourname/projects/hello_world)
343 $ ./target/hello_world
344 Hello, world!
345 ```
346
347 Bam! We build our project with `cargo build`, and run it with
348 `./target/hello_world`. This hasn't bought us a whole lot over our simple use
349 of `rustc`, but think about the future: when our project has more than one
350 file, we would need to call `rustc` twice, and pass it a bunch of options to
351 tell it to build everything together. With Cargo, as our project grows, we can
352 just `cargo build` and it'll work the right way.
353
354 You'll also notice that Cargo has created a new file: `Cargo.lock`.
355
356 ```{ignore,notrust}
357 [root]
358 name = "hello_world"
359 version = "0.0.1"
360 ```
361
362 This file is used by Cargo to keep track of dependencies in your application.
363 Right now, we don't have any, so it's a bit sparse. You won't ever need
364 to touch this file yourself, just let Cargo handle it.
365
366 That's it! We've successfully built `hello_world` with Cargo. Even though our
367 program is simple, it's using much of the real tooling that you'll use for the
368 rest of your Rust career.
369
370 Now that you've got the tools down, let's actually learn more about the Rust
371 language itself. These are the basics that will serve you well through the rest
372 of your time with Rust.
373
374 # Variable bindings
375
376 The first thing we'll learn about are 'variable bindings.' They look like this:
377
378 ```{rust}
379 let x = 5i;
380 ```
381
382 In many languages, this is called a 'variable.' But Rust's variable bindings
383 have a few tricks up their sleeves. Rust has a very powerful feature called
384 'pattern matching' that we'll get into detail with later, but the left
385 hand side of a `let` expression is a full pattern, not just a variable name.
386 This means we can do things like:
387
388 ```{rust}
389 let (x, y) = (1i, 2i);
390 ```
391
392 After this expression is evaluated, `x` will be one, and `y` will be two.
393 Patterns are really powerful, but this is about all we can do with them so far.
394 So let's just keep this in the back of our minds as we go forward.
395
396 By the way, in these examples, `i` indicates that the number is an integer.
397
398 Rust is a statically typed language, which means that we specify our types up
399 front. So why does our first example compile? Well, Rust has this thing called
400 "type inference." If it can figure out what the type of something is, Rust
401 doesn't require you to actually type it out.
402
403 We can add the type if we want to, though. Types come after a colon (`:`):
404
405 ```{rust}
406 let x: int = 5;
407 ```
408
409 If I asked you to read this out loud to the rest of the class, you'd say "`x`
410 is a binding with the type `int` and the value `five`."
411
412 By default, bindings are **immutable**. This code will not compile:
413
414 ```{ignore}
415 let x = 5i;
416 x = 10i;
417 ```
418
419 It will give you this error:
420
421 ```{ignore,notrust}
422 error: re-assignment of immutable variable `x`
423      x = 10i;
424      ^~~~~~~
425 ```
426
427 If you want a binding to be mutable, you can use `mut`:
428
429 ```{rust}
430 let mut x = 5i;
431 x = 10i;
432 ```
433
434 There is no single reason that bindings are immutable by default, but we can
435 think about it through one of Rust's primary focuses: safety. If you forget to
436 say `mut`, the compiler will catch it, and let you know that you have mutated
437 something you may not have cared to mutate. If bindings were mutable by
438 default, the compiler would not be able to tell you this. If you _did_ intend
439 mutation, then the solution is quite easy: add `mut`.
440
441 There are other good reasons to avoid mutable state when possible, but they're
442 out of the scope of this guide. In general, you can often avoid explicit
443 mutation, and so it is preferable in Rust. That said, sometimes, mutation is
444 what you need, so it's not verboten.
445
446 Let's get back to bindings. Rust variable bindings have one more aspect that
447 differs from other languages: bindings are required to be initialized with a
448 value before you're allowed to use them. If we try...
449
450 ```{ignore}
451 let x;
452 ```
453
454 ...we'll get an error:
455
456 ```{ignore}
457 src/main.rs:2:9: 2:10 error: cannot determine a type for this local variable: unconstrained type
458 src/main.rs:2     let x;
459                       ^
460 ```
461
462 Giving it a type will compile, though:
463
464 ```{ignore}
465 let x: int;
466 ```
467
468 Let's try it out. Change your `src/main.rs` file to look like this:
469
470 ```{rust}
471 fn main() {
472     let x: int;
473
474     println!("Hello world!");
475 }
476 ```
477
478 You can use `cargo build` on the command line to build it. You'll get a warning,
479 but it will still print "Hello, world!":
480
481 ```{ignore,notrust}
482    Compiling hello_world v0.0.1 (file:///home/you/projects/hello_world)
483 src/main.rs:2:9: 2:10 warning: unused variable: `x`, #[warn(unused_variable)] on by default
484 src/main.rs:2     let x: int;
485                       ^
486 ```
487
488 Rust warns us that we never use the variable binding, but since we never use it,
489 no harm, no foul. Things change if we try to actually use this `x`, however. Let's
490 do that. Change your program to look like this:
491
492 ```{rust,ignore}
493 fn main() {
494     let x: int;
495
496     println!("The value of x is: {}", x);
497 }
498 ```
499
500 And try to build it. You'll get an error:
501
502 ```{bash}
503 $ cargo build
504    Compiling hello_world v0.0.1 (file:///home/you/projects/hello_world)
505 src/main.rs:4:39: 4:40 error: use of possibly uninitialized variable: `x`
506 src/main.rs:4     println!("The value of x is: {}", x);
507                                                     ^
508 note: in expansion of format_args!
509 <std macros>:2:23: 2:77 note: expansion site
510 <std macros>:1:1: 3:2 note: in expansion of println!
511 src/main.rs:4:5: 4:42 note: expansion site
512 error: aborting due to previous error
513 Could not compile `hello_world`.
514 ```
515
516 Rust will not let us use a value that has not been initialized. Next, let's
517 talk about this stuff we've added to `println!`.
518
519 If you include two curly braces (`{}`, some call them moustaches...) in your
520 string to print, Rust will interpret this as a request to interpolate some sort
521 of value. **String interpolation** is a computer science term that means "stick
522 in the middle of a string." We add a comma, and then `x`, to indicate that we
523 want `x` to be the value we're interpolating. The comma is used to separate
524 arguments we pass to functions and macros, if you're passing more than one.
525
526 When you just use the curly braces, Rust will attempt to display the
527 value in a meaningful way by checking out its type. If you want to specify the
528 format in a more detailed manner, there are a [wide number of options
529 available](std/fmt/index.html). For now, we'll just stick to the default:
530 integers aren't very complicated to print.
531
532 # If
533
534 Rust's take on `if` is not particularly complex, but it's much more like the
535 `if` you'll find in a dynamically typed language than in a more traditional
536 systems language. So let's talk about it, to make sure you grasp the nuances.
537
538 `if` is a specific form of a more general concept, the 'branch.' The name comes
539 from a branch in a tree: a decision point, where depending on a choice,
540 multiple paths can be taken.
541
542 In the case of `if`, there is one choice that leads down two paths:
543
544 ```rust
545 let x = 5i;
546
547 if x == 5i {
548     println!("x is five!");
549 }
550 ```
551
552 If we changed the value of `x` to something else, this line would not print.
553 More specifically, if the expression after the `if` evaluates to `true`, then
554 the block is executed. If it's `false`, then it is not.
555
556 If you want something to happen in the `false` case, use an `else`:
557
558 ```{rust}
559 let x = 5i;
560
561 if x == 5i {
562     println!("x is five!");
563 } else {
564     println!("x is not five :(");
565 }
566 ```
567
568 This is all pretty standard. However, you can also do this:
569
570
571 ```{rust}
572 let x = 5i;
573
574 let y = if x == 5i {
575     10i
576 } else {
577     15i
578 };
579 ```
580
581 Which we can (and probably should) write like this:
582
583 ```{rust}
584 let x = 5i;
585
586 let y = if x == 5i { 10i } else { 15i };
587 ```
588
589 This reveals two interesting things about Rust: it is an expression-based
590 language, and semicolons are different than in other 'curly brace and
591 semicolon'-based languages. These two things are related.
592
593 ## Expressions vs. Statements
594
595 Rust is primarily an expression based language. There are only two kinds of
596 statements, and everything else is an expression.
597
598 So what's the difference? Expressions return a value, and statements do not.
599 In many languages, `if` is a statement, and therefore, `let x = if ...` would
600 make no sense. But in Rust, `if` is an expression, which means that it returns
601 a value. We can then use this value to initialize the binding.
602
603 Speaking of which, bindings are a kind of the first of Rust's two statements.
604 The proper name is a **declaration statement**. So far, `let` is the only kind
605 of declaration statement we've seen. Let's talk about that some more.
606
607 In some languages, variable bindings can be written as expressions, not just
608 statements. Like Ruby:
609
610 ```{ruby}
611 x = y = 5
612 ```
613
614 In Rust, however, using `let` to introduce a binding is _not_ an expression. The
615 following will produce a compile-time error:
616
617 ```{ignore}
618 let x = (let y = 5i); // expected identifier, found keyword `let`
619 ```
620
621 The compiler is telling us here that it was expecting to see the beginning of
622 an expression, and a `let` can only begin a statement, not an expression.
623
624 Note that assigning to an already-bound variable (e.g. `y = 5i`) is still an
625 expression, although its value is not particularly useful. Unlike C, where an
626 assignment evaluates to the assigned value (e.g. `5i` in the previous example),
627 in Rust the value of an assignment is the unit type `()` (which we'll cover later).
628
629 The second kind of statement in Rust is the **expression statement**. Its
630 purpose is to turn any expression into a statement. In practical terms, Rust's
631 grammar expects statements to follow other statements. This means that you use
632 semicolons to separate expressions from each other. This means that Rust
633 looks a lot like most other languages that require you to use semicolons
634 at the end of every line, and you will see semicolons at the end of almost
635 every line of Rust code you see.
636
637 What is this exception that makes us say 'almost?' You saw it already, in this
638 code:
639
640 ```{rust}
641 let x = 5i;
642
643 let y: int = if x == 5i { 10i } else { 15i };
644 ```
645
646 Note that I've added the type annotation to `y`, to specify explicitly that I
647 want `y` to be an integer.
648
649 This is not the same as this, which won't compile:
650
651 ```{ignore}
652 let x = 5i;
653
654 let y: int = if x == 5i { 10i; } else { 15i; };
655 ```
656
657 Note the semicolons after the 10 and 15. Rust will give us the following error:
658
659 ```{ignore,notrust}
660 error: mismatched types: expected `int` but found `()` (expected int but found ())
661 ```
662
663 We expected an integer, but we got `()`. `()` is pronounced 'unit', and is a
664 special type in Rust's type system. In Rust, `()` is _not_ a valid value for a
665 variable of type `int`. It's only a valid value for variables of the type `()`,
666 which aren't very useful. Remember how we said statements don't return a value?
667 Well, that's the purpose of unit in this case. The semicolon turns any
668 expression into a statement by throwing away its value and returning unit
669 instead.
670
671 There's one more time in which you won't see a semicolon at the end of a line
672 of Rust code. For that, we'll need our next concept: functions.
673
674 # Functions
675
676 You've already seen one function so far, the `main` function:
677
678 ```{rust}
679 fn main() {
680 }
681 ```
682
683 This is the simplest possible function declaration. As we mentioned before,
684 `fn` says 'this is a function,' followed by the name, some parenthesis because
685 this function takes no arguments, and then some curly braces to indicate the
686 body. Here's a function named `foo`:
687
688 ```{rust}
689 fn foo() {
690 }
691 ```
692
693 So, what about taking arguments? Here's a function that prints a number:
694
695 ```{rust}
696 fn print_number(x: int) {
697     println!("x is: {}", x);
698 }
699 ```
700
701 Here's a complete program that uses `print_number`:
702
703 ```{rust}
704 fn main() {
705     print_number(5);
706 }
707
708 fn print_number(x: int) {
709     println!("x is: {}", x);
710 }
711 ```
712
713 As you can see, function arguments work very similar to `let` declarations:
714 you add a type to the argument name, after a colon.
715
716 Here's a complete program that adds two numbers together and prints them:
717
718 ```{rust}
719 fn main() {
720     print_sum(5, 6);
721 }
722
723 fn print_sum(x: int, y: int) {
724     println!("sum is: {}", x + y);
725 }
726 ```
727
728 You separate arguments with a comma, both when you call the function, as well
729 as when you declare it.
730
731 Unlike `let`, you _must_ declare the types of function arguments. This does
732 not work:
733
734 ```{ignore}
735 fn print_number(x, y) {
736     println!("x is: {}", x + y);
737 }
738 ```
739
740 You get this error:
741
742 ```{ignore,notrust}
743 hello.rs:5:18: 5:19 error: expected `:` but found `,`
744 hello.rs:5 fn print_number(x, y) {
745 ```
746
747 This is a deliberate design decision. While full-program inference is possible,
748 languages which have it, like Haskell, often suggest that documenting your
749 types explicitly is a best-practice. We agree that forcing functions to declare
750 types while allowing for inference inside of function bodies is a wonderful
751 sweet spot between full inference and no inference.
752
753 What about returning a value? Here's a function that adds one to an integer:
754
755 ```{rust}
756 fn add_one(x: int) -> int {
757     x + 1
758 }
759 ```
760
761 Rust functions return exactly one value, and you declare the type after an
762 'arrow', which is a dash (`-`) followed by a greater-than sign (`>`).
763
764 You'll note the lack of a semicolon here. If we added it in:
765
766 ```{ignore}
767 fn add_one(x: int) -> int {
768     x + 1;
769 }
770 ```
771
772 We would get an error:
773
774 ```{ignore,notrust}
775 error: not all control paths return a value
776 fn add_one(x: int) -> int {
777      x + 1;
778 }
779
780 note: consider removing this semicolon:
781      x + 1;
782           ^
783 ```
784
785 Remember our earlier discussions about semicolons and `()`? Our function claims
786 to return an `int`, but with a semicolon, it would return `()` instead. Rust
787 realizes this probably isn't what we want, and suggests removing the semicolon.
788
789 This is very much like our `if` statement before: the result of the block
790 (`{}`) is the value of the expression. Other expression-oriented languages,
791 such as Ruby, work like this, but it's a bit unusual in the systems programming
792 world. When people first learn about this, they usually assume that it
793 introduces bugs. But because Rust's type system is so strong, and because unit
794 is its own unique type, we have never seen an issue where adding or removing a
795 semicolon in a return position would cause a bug.
796
797 But what about early returns? Rust does have a keyword for that, `return`:
798
799 ```{rust}
800 fn foo(x: int) -> int {
801     if x < 5 { return x; }
802
803     x + 1
804 }
805 ```
806
807 Using a `return` as the last line of a function works, but is considered poor
808 style:
809
810 ```{rust}
811 fn foo(x: int) -> int {
812     if x < 5 { return x; }
813
814     return x + 1;
815 }
816 ```
817
818 There are some additional ways to define functions, but they involve features
819 that we haven't learned about yet, so let's just leave it at that for now.
820
821
822 # Comments
823
824 Now that we have some functions, it's a good idea to learn about comments.
825 Comments are notes that you leave to other programmers to help explain things
826 about your code. The compiler mostly ignores them.
827
828 Rust has two kinds of comments that you should care about: **line comment**s
829 and **doc comment**s.
830
831 ```{rust}
832 // Line comments are anything after '//' and extend to the end of the line.
833
834 let x = 5i; // this is also a line comment.
835
836 // If you have a long explanation for something, you can put line comments next
837 // to each other. Put a space between the // and your comment so that it's
838 // more readable.
839 ```
840
841 The other kind of comment is a doc comment. Doc comments use `///` instead of
842 `//`, and support Markdown notation inside:
843
844 ```{rust}
845 /// `hello` is a function that prints a greeting that is personalized based on
846 /// the name given.
847 ///
848 /// # Arguments
849 ///
850 /// * `name` - The name of the person you'd like to greet.
851 ///
852 /// # Example
853 ///
854 /// ```rust
855 /// let name = "Steve";
856 /// hello(name); // prints "Hello, Steve!"
857 /// ```
858 fn hello(name: &str) {
859     println!("Hello, {}!", name);
860 }
861 ```
862
863 When writing doc comments, adding sections for any arguments, return values,
864 and providing some examples of usage is very, very helpful.
865
866 You can use the `rustdoc` tool to generate HTML documentation from these doc
867 comments. We will talk more about `rustdoc` when we get to modules, as
868 generally, you want to export documentation for a full module.
869
870 # Compound Data Types
871
872 Rust, like many programming languages, has a number of different data types
873 that are built-in. You've already done some simple work with integers and
874 strings, but next, let's talk about some more complicated ways of storing data.
875
876 ## Tuples
877
878 The first compound data type we're going to talk about are called **tuple**s.
879 Tuples are an ordered list of a fixed size. Like this:
880
881 ```rust
882 let x = (1i, "hello");
883 ```
884
885 The parenthesis and commas form this two-length tuple. Here's the same code, but
886 with the type annotated:
887
888 ```rust
889 let x: (int, &str) = (1, "hello");
890 ```
891
892 As you can see, the type of a tuple looks just like the tuple, but with each
893 position having a type name rather than the value. Careful readers will also
894 note that tuples are heterogeneous: we have an `int` and a `&str` in this tuple.
895 You haven't seen `&str` as a type before, and we'll discuss the details of
896 strings later. In systems programming languages, strings are a bit more complex
897 than in other languages. For now, just read `&str` as "a string slice," and
898 we'll learn more soon.
899
900 You can access the fields in a tuple through a **destructuring let**. Here's
901 an example:
902
903 ```rust
904 let (x, y, z) = (1i, 2i, 3i);
905
906 println!("x is {}", x);
907 ```
908
909 Remember before when I said the left hand side of a `let` statement was more
910 powerful than just assigning a binding? Here we are. We can put a pattern on
911 the left hand side of the `let`, and if it matches up to the right hand side,
912 we can assign multiple bindings at once. In this case, `let` 'destructures,'
913 or 'breaks up,' the tuple, and assigns the bits to three bindings.
914
915 This pattern is very powerful, and we'll see it repeated more later.
916
917 There also a few things you can do with a tuple as a whole, without
918 destructuring. You can assign one tuple into another, if they have the same
919 arity and contained types.
920
921 ```rust
922 let mut x = (1i, 2i);
923 let y = (2i, 3i);
924
925 x = y;
926 ```
927
928 You can also check for equality with `==`. Again, this will only compile if the
929 tuples have the same type.
930
931 ```rust
932 let x = (1i, 2i, 3i);
933 let y = (2i, 2i, 4i);
934
935 if x == y {
936     println!("yes");
937 } else {
938     println!("no");
939 }
940 ```
941
942 This will print `no`, because some of the values aren't equal.
943
944 One other use of tuples is to return multiple values from a function:
945
946 ```rust
947 fn next_two(x: int) -> (int, int) { (x + 1i, x + 2i) }
948
949 fn main() {
950     let (x, y) = next_two(5i);
951     println!("x, y = {}, {}", x, y);
952 }
953 ```
954
955 Even though Rust functions can only return one value, a tuple _is_ one value,
956 that happens to be made up of two. You can also see in this example how you
957 can destructure a pattern returned by a function, as well.
958
959 Tuples are a very simple data structure, and so are not often what you want.
960 Let's move on to their bigger sibling, structs.
961
962 ## Structs
963
964 A struct is another form of a 'record type,' just like a tuple. There's a
965 difference: structs give each element that they contain a name, called a
966 'field' or a 'member.' Check it out:
967
968 ```rust
969 struct Point {
970     x: int,
971     y: int,
972 }
973
974 fn main() {
975     let origin = Point { x: 0i, y: 0i };
976
977     println!("The origin is at ({}, {})", origin.x, origin.y);
978 }
979 ```
980
981 There's a lot going on here, so let's break it down. We declare a struct with
982 the `struct` keyword, and then with a name. By convention, structs begin with a
983 capital letter and are also camel cased: `PointInSpace`, not `Point_In_Space`.
984
985 We can create an instance of our struct via `let`, as usual, but we use a `key:
986 value` style syntax to set each field. The order doesn't need to be the same as
987 in the original declaration.
988
989 Finally, because fields have names, we can access the field through dot
990 notation: `origin.x`.
991
992 The values in structs are immutable, like other bindings in Rust. However, you
993 can use `mut` to make them mutable:
994
995 ```{rust}
996 struct Point {
997     x: int,
998     y: int,
999 }
1000
1001 fn main() {
1002     let mut point = Point { x: 0i, y: 0i };
1003
1004     point.x = 5;
1005
1006     println!("The point is at ({}, {})", point.x, point.y);
1007 }
1008 ```
1009
1010 This will print `The point is at (5, 0)`.
1011
1012 ## Tuple Structs and Newtypes
1013
1014 Rust has another data type that's like a hybrid between a tuple and a struct,
1015 called a **tuple struct**. Tuple structs do have a name, but their fields
1016 don't:
1017
1018
1019 ```{rust}
1020 struct Color(int, int, int);
1021 struct Point(int, int, int);
1022 ```
1023
1024 These two will not be equal, even if they have the same values:
1025
1026 ```{rust,ignore}
1027 let black  = Color(0, 0, 0);
1028 let origin = Point(0, 0, 0);
1029 ```
1030
1031 It is almost always better to use a struct than a tuple struct. We would write
1032 `Color` and `Point` like this instead:
1033
1034 ```{rust}
1035 struct Color {
1036     red: int,
1037     blue: int,
1038     green: int,
1039 }
1040
1041 struct Point {
1042     x: int,
1043     y: int,
1044     z: int,
1045 }
1046 ```
1047
1048 Now, we have actual names, rather than positions. Good names are important,
1049 and with a struct, we have actual names.
1050
1051 There _is_ one case when a tuple struct is very useful, though, and that's a
1052 tuple struct with only one element. We call this a 'newtype,' because it lets
1053 you create a new type that's a synonym for another one:
1054
1055 ```{rust}
1056 struct Inches(int);
1057
1058 let length = Inches(10);
1059
1060 let Inches(integer_length) = length;
1061 println!("length is {} inches", integer_length);
1062 ```
1063
1064 As you can see here, you can extract the inner integer type through a
1065 destructuring `let`.
1066
1067 ## Enums
1068
1069 Finally, Rust has a "sum type", an **enum**. Enums are an incredibly useful
1070 feature of Rust, and are used throughout the standard library. This is an enum
1071 that is provided by the Rust standard library:
1072
1073 ```{rust}
1074 enum Ordering {
1075     Less,
1076     Equal,
1077     Greater,
1078 }
1079 ```
1080
1081 An `Ordering` can only be _one_ of `Less`, `Equal`, or `Greater` at any given
1082 time. Here's an example:
1083
1084 ```{rust}
1085 fn cmp(a: int, b: int) -> Ordering {
1086     if a < b { Less }
1087     else if a > b { Greater }
1088     else { Equal }
1089 }
1090
1091 fn main() {
1092     let x = 5i;
1093     let y = 10i;
1094
1095     let ordering = cmp(x, y);
1096
1097     if ordering == Less {
1098         println!("less");
1099     } else if ordering == Greater {
1100         println!("greater");
1101     } else if ordering == Equal {
1102         println!("equal");
1103     }
1104 }
1105 ```
1106
1107 `cmp` is a function that compares two things, and returns an `Ordering`. We
1108 return either `Less`, `Greater`, or `Equal`, depending on if the two values
1109 are greater, less, or equal.
1110
1111 The `ordering` variable has the type `Ordering`, and so contains one of the
1112 three values. We can then do a bunch of `if`/`else` comparisons to check
1113 which one it is.
1114
1115 However, repeated `if`/`else` comparisons get quite tedious. Rust has a feature
1116 that not only makes them nicer to read, but also makes sure that you never
1117 miss a case. Before we get to that, though, let's talk about another kind of
1118 enum: one with values.
1119
1120 This enum has two variants, one of which has a value:
1121
1122 ```{rust}
1123 enum OptionalInt {
1124     Value(int),
1125     Missing,
1126 }
1127
1128 fn main() {
1129     let x = Value(5);
1130     let y = Missing;
1131
1132     match x {
1133         Value(n) => println!("x is {:d}", n),
1134         Missing  => println!("x is missing!"),
1135     }
1136
1137     match y {
1138         Value(n) => println!("y is {:d}", n),
1139         Missing  => println!("y is missing!"),
1140     }
1141 }
1142 ```
1143
1144 This enum represents an `int` that we may or may not have. In the `Missing`
1145 case, we have no value, but in the `Value` case, we do. This enum is specific
1146 to `int`s, though. We can make it usable by any type, but we haven't quite
1147 gotten there yet!
1148
1149 You can have any number of values in an enum:
1150
1151 ```{rust}
1152 enum OptionalColor {
1153     Color(int, int, int),
1154     Missing,
1155 }
1156 ```
1157
1158 Enums with values are quite useful, but as I mentioned, they're even more
1159 useful when they're generic across types. But before we get to generics, let's
1160 talk about how to fix these big `if`/`else` statements we've been writing. We'll
1161 do that with `match`.
1162
1163 # Match
1164
1165 Often, a simple `if`/`else` isn't enough, because you have more than two
1166 possible options. And `else` conditions can get incredibly complicated. So
1167 what's the solution?
1168
1169 Rust has a keyword, `match`, that allows you to replace complicated `if`/`else`
1170 groupings with something more powerful. Check it out:
1171
1172 ```{rust}
1173 let x = 5i;
1174
1175 match x {
1176     1 => println!("one"),
1177     2 => println!("two"),
1178     3 => println!("three"),
1179     4 => println!("four"),
1180     5 => println!("five"),
1181     _ => println!("something else"),
1182 }
1183 ```
1184
1185 `match` takes an expression, and then branches based on its value. Each 'arm' of
1186 the branch is of the form `val => expression`. When the value matches, that arm's
1187 expression will be evaluated. It's called `match` because of the term 'pattern
1188 matching,' which `match` is an implementation of.
1189
1190 So what's the big advantage here? Well, there are a few. First of all, `match`
1191 does 'exhaustiveness checking.' Do you see that last arm, the one with the
1192 underscore (`_`)? If we remove that arm, Rust will give us an error:
1193
1194 ```{ignore,notrust}
1195 error: non-exhaustive patterns: `_` not covered
1196 ```
1197
1198 In other words, Rust is trying to tell us we forgot a value. Because `x` is an
1199 integer, Rust knows that it can have a number of different values. For example,
1200 `6i`. But without the `_`, there is no arm that could match, and so Rust refuses
1201 to compile. `_` is sort of like a catch-all arm. If none of the other arms match,
1202 the arm with `_` will. And since we have this catch-all arm, we now have an arm
1203 for every possible value of `x`, and so our program will now compile.
1204
1205 `match` statements also destructure enums, as well. Remember this code from the
1206 section on enums?
1207
1208 ```{rust}
1209 fn cmp(a: int, b: int) -> Ordering {
1210     if a < b { Less }
1211     else if a > b { Greater }
1212     else { Equal }
1213 }
1214
1215 fn main() {
1216     let x = 5i;
1217     let y = 10i;
1218
1219     let ordering = cmp(x, y);
1220
1221     if ordering == Less {
1222         println!("less");
1223     } else if ordering == Greater {
1224         println!("greater");
1225     } else if ordering == Equal {
1226         println!("equal");
1227     }
1228 }
1229 ```
1230
1231 We can re-write this as a `match`:
1232
1233 ```{rust}
1234 fn cmp(a: int, b: int) -> Ordering {
1235     if a < b { Less }
1236     else if a > b { Greater }
1237     else { Equal }
1238 }
1239
1240 fn main() {
1241     let x = 5i;
1242     let y = 10i;
1243
1244     match cmp(x, y) {
1245         Less    => println!("less"),
1246         Greater => println!("greater"),
1247         Equal   => println!("equal"),
1248     }
1249 }
1250 ```
1251
1252 This version has way less noise, and it also checks exhaustively to make sure
1253 that we have covered all possible variants of `Ordering`. With our `if`/`else`
1254 version, if we had forgotten the `Greater` case, for example, our program would
1255 have happily compiled. If we forget in the `match`, it will not. Rust helps us
1256 make sure to cover all of our bases.
1257
1258 `match` is also an expression, which means we can use it on the right
1259 hand side of a `let` binding or directly where an expression is
1260 used. We could also implement the previous line like this:
1261
1262 ```{rust}
1263 fn cmp(a: int, b: int) -> Ordering {
1264     if a < b { Less }
1265     else if a > b { Greater }
1266     else { Equal }
1267 }
1268
1269 fn main() {
1270     let x = 5i;
1271     let y = 10i;
1272
1273     println!("{}", match cmp(x, y) {
1274         Less    => "less",
1275         Greater => "greater",
1276         Equal   => "equal",
1277     });
1278 }
1279 ```
1280
1281 Sometimes, it's a nice pattern.
1282
1283 # Looping
1284
1285 Looping is the last basic construct that we haven't learned yet in Rust. Rust has
1286 two main looping constructs: `for` and `while`.
1287
1288 ## `for`
1289
1290 The `for` loop is used to loop a particular number of times. Rust's `for` loops
1291 work a bit differently than in other systems languages, however. Rust's `for`
1292 loop doesn't look like this "C style" `for` loop:
1293
1294 ```{c}
1295 for (x = 0; x < 10; x++) {
1296     printf( "%d\n", x );
1297 }
1298 ```
1299
1300 Instead, it looks like this:
1301
1302 ```{rust}
1303 for x in range(0i, 10i) {
1304     println!("{:d}", x);
1305 }
1306 ```
1307
1308 In slightly more abstract terms,
1309
1310 ```{ignore,notrust}
1311 for var in expression {
1312     code
1313 }
1314 ```
1315
1316 The expression is an iterator, which we will discuss in more depth later in the
1317 guide. The iterator gives back a series of elements. Each element is one
1318 iteration of the loop. That value is then bound to the name `var`, which is
1319 valid for the loop body. Once the body is over, the next value is fetched from
1320 the iterator, and we loop another time. When there are no more values, the
1321 `for` loop is over.
1322
1323 In our example, `range` is a function that takes a start and an end position,
1324 and gives an iterator over those values. The upper bound is exclusive, though,
1325 so our loop will print `0` through `9`, not `10`.
1326
1327 Rust does not have the "C style" `for` loop on purpose. Manually controlling
1328 each element of the loop is complicated and error prone, even for experienced C
1329 developers.
1330
1331 We'll talk more about `for` when we cover **iterator**s, later in the Guide.
1332
1333 ## `while`
1334
1335 The other kind of looping construct in Rust is the `while` loop. It looks like
1336 this:
1337
1338 ```{rust}
1339 let mut x = 5u;
1340 let mut done = false;
1341
1342 while !done {
1343     x += x - 3;
1344     println!("{}", x);
1345     if x % 5 == 0 { done = true; }
1346 }
1347 ```
1348
1349 `while` loops are the correct choice when you're not sure how many times
1350 you need to loop.
1351
1352 If you need an infinite loop, you may be tempted to write this:
1353
1354 ```{rust,ignore}
1355 while true {
1356 ```
1357
1358 Rust has a dedicated keyword, `loop`, to handle this case:
1359
1360 ```{rust,ignore}
1361 loop {
1362 ```
1363
1364 Rust's control-flow analysis treats this construct differently than a
1365 `while true`, since we know that it will always loop. The details of what
1366 that _means_ aren't super important to understand at this stage, but in
1367 general, the more information we can give to the compiler, the better it
1368 can do with safety and code generation. So you should always prefer
1369 `loop` when you plan to loop infinitely.
1370
1371 ## Ending iteration early
1372
1373 Let's take a look at that `while` loop we had earlier:
1374
1375 ```{rust}
1376 let mut x = 5u;
1377 let mut done = false;
1378
1379 while !done {
1380     x += x - 3;
1381     println!("{}", x);
1382     if x % 5 == 0 { done = true; }
1383 }
1384 ```
1385
1386 We had to keep a dedicated `mut` boolean variable binding, `done`, to know
1387 when we should skip out of the loop. Rust has two keywords to help us with
1388 modifying iteration: `break` and `continue`.
1389
1390 In this case, we can write the loop in a better way with `break`:
1391
1392 ```{rust}
1393 let mut x = 5u;
1394
1395 loop {
1396     x += x - 3;
1397     println!("{}", x);
1398     if x % 5 == 0 { break; }
1399 }
1400 ```
1401
1402 We now loop forever with `loop`, and use `break` to break out early.
1403
1404 `continue` is similar, but instead of ending the loop, goes to the next
1405 iteration: This will only print the odd numbers:
1406
1407 ```{rust}
1408 for x in range(0i, 10i) {
1409     if x % 2 == 0 { continue; }
1410
1411     println!("{:d}", x);
1412 }
1413 ```
1414
1415 Both `continue` and `break` are valid in both kinds of loops.
1416
1417 # Strings
1418
1419 Strings are an important concept for any programmer to master. Rust's string
1420 handling system is a bit different than in other languages, due to its systems
1421 focus. Any time you have a data structure of variable size, things can get
1422 tricky, and strings are a re-sizable data structure. That said, Rust's strings
1423 also work differently than in some other systems languages, such as C.
1424
1425 Let's dig into the details. A **string** is a sequence of unicode scalar values
1426 encoded as a stream of UTF-8 bytes. All strings are guaranteed to be
1427 validly-encoded UTF-8 sequences. Additionally, strings are not null-terminated
1428 and can contain null bytes.
1429
1430 Rust has two main types of strings: `&str` and `String`.
1431
1432 The first kind is a `&str`. This is pronounced a 'string slice.' String literals
1433 are of the type `&str`:
1434
1435 ```{rust}
1436 let string = "Hello there.";
1437 ```
1438
1439 This string is statically allocated, meaning that it's saved inside our
1440 compiled program, and exists for the entire duration it runs. The `string`
1441 binding is a reference to this statically allocated string. String slices
1442 have a fixed size, and cannot be mutated.
1443
1444 A `String`, on the other hand, is an in-memory string.  This string is
1445 growable, and is also guaranteed to be UTF-8.
1446
1447 ```{rust}
1448 let mut s = "Hello".to_string();
1449 println!("{}", s);
1450
1451 s.push_str(", world.");
1452 println!("{}", s);
1453 ```
1454
1455 You can coerce a `String` into a `&str` with the `as_slice()` method:
1456
1457 ```{rust}
1458 fn takes_slice(slice: &str) {
1459     println!("Got: {}", slice);
1460 }
1461
1462 fn main() {
1463     let s = "Hello".to_string();
1464     takes_slice(s.as_slice());
1465 }
1466 ```
1467
1468 To compare a String to a constant string, prefer `as_slice()`...
1469
1470 ```{rust}
1471 fn compare(string: String) {
1472     if string.as_slice() == "Hello" {
1473         println!("yes");
1474     }
1475 }
1476 ```
1477
1478 ... over `to_string()`:
1479
1480 ```{rust}
1481 fn compare(string: String) {
1482     if string == "Hello".to_string() {
1483         println!("yes");
1484     }
1485 }
1486 ```
1487
1488 Converting a `String` to a `&str` is cheap, but converting the `&str` to a
1489 `String` involves allocating memory. No reason to do that unless you have to!
1490
1491 That's the basics of strings in Rust! They're probably a bit more complicated
1492 than you are used to, if you come from a scripting language, but when the
1493 low-level details matter, they really matter. Just remember that `String`s
1494 allocate memory and control their data, while `&str`s are a reference to
1495 another string, and you'll be all set.
1496
1497 # Arrays, Vectors, and Slices
1498
1499 Like many programming languages, Rust has list types to represent a sequence of
1500 things. The most basic is the **array**, a fixed-size list of elements of the
1501 same type. By default, arrays are immutable.
1502
1503 ```{rust}
1504 let a = [1i, 2i, 3i];
1505 let mut m = [1i, 2i, 3i];
1506 ```
1507
1508 You can create an array with a given number of elements, all initialized to the
1509 same value, with `[val, ..N]` syntax. The compiler ensures that arrays are
1510 always initialized.
1511
1512 ```{rust}
1513 let a = [0i, ..20];  // Shorthand for array of 20 elements all initialized to 0
1514 ```
1515
1516 Arrays have type `[T,..N]`. We'll talk about this `T` notation later, when we
1517 cover generics.
1518
1519 You can get the number of elements in an array `a` with `a.len()`, and use
1520 `a.iter()` to iterate over them with a for loop. This code will print each
1521 number in order:
1522
1523 ```{rust}
1524 let a = [1i, 2, 3];     // Only the first item needs a type suffix
1525
1526 println!("a has {} elements", a.len());
1527 for e in a.iter() {
1528     println!("{}", e);
1529 }
1530 ```
1531
1532 You can access a particular element of an array with **subscript notation**:
1533
1534 ```{rust}
1535 let names = ["Graydon", "Brian", "Niko"];
1536
1537 println!("The second name is: {}", names[1]);
1538 ```
1539
1540 Subscripts start at zero, like in most programming languages, so the first name
1541 is `names[0]` and the second name is `names[1]`. The above example prints
1542 `The second name is: Brian`. If you try to use a subscript that is not in the
1543 array, you will get an error: array access is bounds-checked at run-time. Such
1544 errant access is the source of many bugs in other systems programming
1545 languages.
1546
1547 A **vector** is a dynamic or "growable" array, implemented as the standard
1548 library type [`Vec<T>`](std/vec/) (we'll talk about what the `<T>` means
1549 later). Vectors are to arrays what `String` is to `&str`. You can create them
1550 with the `vec!` macro:
1551
1552 ```{rust}
1553 let v = vec![1i, 2, 3];
1554 ```
1555
1556 (Notice that unlike the `println!` macro we've used in the past, we use square
1557 brackets `[]` with `vec!`. Rust allows you to use either in either situation,
1558 this is just convention.)
1559
1560 You can get the length of, iterate over, and subscript vectors just like
1561 arrays. In addition, (mutable) vectors can grow automatically:
1562
1563 ```{rust}
1564 let mut nums = vec![1i, 2, 3];
1565 nums.push(4);
1566 println!("The length of nums is now {}", nums.len());   // Prints 4
1567 ```
1568
1569 Vectors have many more useful methods.
1570
1571 A **slice** is a reference to (or "view" into) an array. They are useful for
1572 allowing safe, efficient access to a portion of an array without copying. For
1573 example, you might want to reference just one line of a file read into memory.
1574 By nature, a slice is not created directly, but from an existing variable.
1575 Slices have a length, can be mutable or not, and in many ways behave like
1576 arrays:
1577
1578 ```{rust}
1579 let a = [0i, 1, 2, 3, 4];
1580 let middle = a.slice(1, 4);     // A slice of a: just the elements [1,2,3]
1581
1582 for e in middle.iter() {
1583     println!("{}", e);          // Prints 1, 2, 3
1584 }
1585 ```
1586
1587 You can also take a slice of a vector, `String`, or `&str`, because they are
1588 backed by arrays. Slices have type `&[T]`, which we'll talk about when we cover
1589 generics.
1590
1591 We have now learned all of the most basic Rust concepts. We're ready to start
1592 building our guessing game, we just need to know one last thing: how to get
1593 input from the keyboard. You can't have a guessing game without the ability to
1594 guess!
1595
1596 # Standard Input
1597
1598 Getting input from the keyboard is pretty easy, but uses some things
1599 we haven't seen before. Here's a simple program that reads some input,
1600 and then prints it back out:
1601
1602 ```{rust,ignore}
1603 fn main() {
1604     println!("Type something!");
1605
1606     let input = std::io::stdin().read_line().ok().expect("Failed to read line");
1607
1608     println!("{}", input);
1609 }
1610 ```
1611
1612 Let's go over these chunks, one by one:
1613
1614 ```{rust,ignore}
1615 std::io::stdin();
1616 ```
1617
1618 This calls a function, `stdin()`, that lives inside the `std::io` module. As
1619 you can imagine, everything in `std` is provided by Rust, the 'standard
1620 library.' We'll talk more about the module system later.
1621
1622 Since writing the fully qualified name all the time is annoying, we can use
1623 the `use` statement to import it in:
1624
1625 ```{rust}
1626 use std::io::stdin;
1627
1628 stdin();
1629 ```
1630
1631 However, it's considered better practice to not import individual functions, but
1632 to import the module, and only use one level of qualification:
1633
1634 ```{rust}
1635 use std::io;
1636
1637 io::stdin();
1638 ```
1639
1640 Let's update our example to use this style:
1641
1642 ```{rust,ignore}
1643 use std::io;
1644
1645 fn main() {
1646     println!("Type something!");
1647
1648     let input = io::stdin().read_line().ok().expect("Failed to read line");
1649
1650     println!("{}", input);
1651 }
1652 ```
1653
1654 Next up:
1655
1656 ```{rust,ignore}
1657 .read_line()
1658 ```
1659
1660 The `read_line()` method can be called on the result of `stdin()` to return
1661 a full line of input. Nice and easy.
1662
1663 ```{rust,ignore}
1664 .ok().expect("Failed to read line");
1665 ```
1666
1667 Do you remember this code?
1668
1669 ```{rust}
1670 enum OptionalInt {
1671     Value(int),
1672     Missing,
1673 }
1674
1675 fn main() {
1676     let x = Value(5);
1677     let y = Missing;
1678
1679     match x {
1680         Value(n) => println!("x is {:d}", n),
1681         Missing  => println!("x is missing!"),
1682     }
1683
1684     match y {
1685         Value(n) => println!("y is {:d}", n),
1686         Missing  => println!("y is missing!"),
1687     }
1688 }
1689 ```
1690
1691 We had to match each time, to see if we had a value or not. In this case,
1692 though, we _know_ that `x` has a `Value`. But `match` forces us to handle
1693 the `missing` case. This is what we want 99% of the time, but sometimes, we
1694 know better than the compiler.
1695
1696 Likewise, `read_line()` does not return a line of input. It _might_ return a
1697 line of input. It might also fail to do so. This could happen if our program
1698 isn't running in a terminal, but as part of a cron job, or some other context
1699 where there's no standard input. Because of this, `read_line` returns a type
1700 very similar to our `OptionalInt`: an `IoResult<T>`. We haven't talked about
1701 `IoResult<T>` yet because it is the **generic** form of our `OptionalInt`.
1702 Until then, you can think of it as being the same thing, just for any type, not
1703 just `int`s.
1704
1705 Rust provides a method on these `IoResult<T>`s called `ok()`, which does the
1706 same thing as our `match` statement, but assuming that we have a valid value.
1707 We then call `expect()` on the result, which will terminate our program if we
1708 don't have a valid value. In this case, if we can't get input, our program
1709 doesn't work, so we're okay with that. In most cases, we would want to handle
1710 the error case explicitly. `expect()` allows us to give an error message if
1711 this crash happens.
1712
1713 We will cover the exact details of how all of this works later in the Guide.
1714 For now, this gives you enough of a basic understanding to work with.
1715
1716 Back to the code we were working on! Here's a refresher:
1717
1718 ```{rust,ignore}
1719 use std::io;
1720
1721 fn main() {
1722     println!("Type something!");
1723
1724     let input = io::stdin().read_line().ok().expect("Failed to read line");
1725
1726     println!("{}", input);
1727 }
1728 ```
1729
1730 With long lines like this, Rust gives you some flexibility with the whitespace.
1731 We _could_ write the example like this:
1732
1733 ```{rust,ignore}
1734 use std::io;
1735
1736 fn main() {
1737     println!("Type something!");
1738
1739     let input = io::stdin()
1740                   .read_line()
1741                   .ok()
1742                   .expect("Failed to read line");
1743
1744     println!("{}", input);
1745 }
1746 ```
1747
1748 Sometimes, this makes things more readable. Sometimes, less. Use your judgment
1749 here.
1750
1751 That's all you need to get basic input from the standard input! It's not too
1752 complicated, but there are a number of small parts.
1753
1754 # Guessing Game
1755
1756 Okay! We've got the basics of Rust down. Let's write a bigger program.
1757
1758 For our first project, we'll implement a classic beginner programming problem:
1759 the guessing game. Here's how it works: Our program will generate a random
1760 integer between one and a hundred. It will then prompt us to enter a guess.
1761 Upon entering our guess, it will tell us if we're too low or too high. Once we
1762 guess correctly, it will congratulate us. Sound good?
1763
1764 ## Set up
1765
1766 Let's set up a new project. Go to your projects directory. Remember how we
1767 had to create our directory structure and a `Cargo.toml` for `hello_world`? Cargo
1768 has a command that does that for us. Let's give it a shot:
1769
1770 ```{bash}
1771 $ cd ~/projects
1772 $ cargo new guessing_game --bin
1773 $ cd guessing_game
1774 ```
1775
1776 We pass the name of our project to `cargo new`, and then the `--bin` flag,
1777 since we're making a binary, rather than a library.
1778
1779 Check out the generated `Cargo.toml`:
1780
1781 ```{ignore}
1782 [package]
1783
1784 name = "guessing_game"
1785 version = "0.0.1"
1786 authors = ["Your Name <you@example.com>"]
1787 ```
1788
1789 Cargo gets this information from your environment. If it's not correct, go ahead
1790 and fix that.
1791
1792 Finally, Cargo generated a hello, world for us. Check out `src/main.rs`:
1793
1794 ```{rust}
1795 fn main() {
1796     println!("Hello, world!");
1797 }
1798 ```
1799
1800 Let's try compiling what Cargo gave us:
1801
1802 ```{bash}
1803 $ cargo build
1804    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
1805 ```
1806
1807 Excellent! Open up your `src/main.rs` again. We'll be writing all of
1808 our code in this file. We'll talk about multiple-file projects later on in the
1809 guide.
1810
1811 Before we move on, let me show you one more Cargo command: `run`. `cargo run`
1812 is kind of like `cargo build`, but it also then runs the produced executable.
1813 Try it out:
1814
1815 ```{notrust,ignore}
1816 $ cargo run
1817    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
1818      Running `target/guessing_game`
1819 Hello, world!
1820 ```
1821
1822 Great! The `run` command comes in handy when you need to rapidly iterate on a project.
1823 Our game is just such a project, we need to quickly test each iteration before moving on to the next one.
1824
1825 ## Processing a Guess
1826
1827 Let's get to it! The first thing we need to do for our guessing game is
1828 allow our player to input a guess. Put this in your `src/main.rs`:
1829
1830 ```{rust,no_run}
1831 use std::io;
1832
1833 fn main() {
1834     println!("Guess the number!");
1835
1836     println!("Please input your guess.");
1837
1838     let input = io::stdin().read_line()
1839                            .ok()
1840                            .expect("Failed to read line");
1841
1842     println!("You guessed: {}", input);
1843 }
1844 ```
1845
1846 You've seen this code before, when we talked about standard input. We
1847 import the `std::io` module with `use`, and then our `main` function contains
1848 our program's logic. We print a little message announcing the game, ask the
1849 user to input a guess, get their input, and then print it out.
1850
1851 Because we talked about this in the section on standard I/O, I won't go into
1852 more details here. If you need a refresher, go re-read that section.
1853
1854 ## Generating a secret number
1855
1856 Next, we need to generate a secret number. To do that, we need to use Rust's
1857 random number generation, which we haven't talked about yet. Rust includes a
1858 bunch of interesting functions in its standard library. If you need a bit of
1859 code, it's possible that it's already been written for you! In this case,
1860 we do know that Rust has random number generation, but we don't know how to
1861 use it.
1862
1863 Enter the docs. Rust has a page specifically to document the standard library.
1864 You can find that page [here](std/index.html). There's a lot of information on
1865 that page, but the best part is the search bar. Right up at the top, there's
1866 a box that you can enter in a search term. The search is pretty primitive
1867 right now, but is getting better all the time. If you type 'random' in that
1868 box, the page will update to [this
1869 one](std/index.html?search=random). The very first
1870 result is a link to
1871 [std::rand::random](std/rand/fn.random.html). If we
1872 click on that result, we'll be taken to its documentation page.
1873
1874 This page shows us a few things: the type signature of the function, some
1875 explanatory text, and then an example. Let's modify our code to add in the
1876 `random` function:
1877
1878 ```{rust,ignore}
1879 use std::io;
1880 use std::rand;
1881
1882 fn main() {
1883     println!("Guess the number!");
1884
1885     let secret_number = (rand::random() % 100i) + 1i;
1886
1887     println!("The secret number is: {}", secret_number);
1888
1889     println!("Please input your guess.");
1890
1891     let input = io::stdin().read_line()
1892                            .ok()
1893                            .expect("Failed to read line");
1894
1895
1896     println!("You guessed: {}", input);
1897 }
1898 ```
1899
1900 The first thing we changed was to `use std::rand`, as the docs
1901 explained.  We then added in a `let` expression to create a variable binding
1902 named `secret_number`, and we printed out its result.
1903
1904 Also, you may wonder why we are using `%` on the result of `rand::random()`.
1905 This operator is called 'modulo', and it returns the remainder of a division.
1906 By taking the modulo of the result of `rand::random()`, we're limiting the
1907 values to be between 0 and 99. Then, we add one to the result, making it from 1
1908 to 100. Using modulo can give you a very, very small bias in the result, but
1909 for this example, it is not important.
1910
1911 Let's try to compile this using `cargo build`:
1912
1913 ```{notrust,no_run}
1914 $ cargo build
1915    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
1916 src/main.rs:7:26: 7:34 error: the type of this value must be known in this context
1917 src/main.rs:7     let secret_number = (rand::random() % 100i) + 1i;
1918                                        ^~~~~~~~
1919 error: aborting due to previous error
1920 ```
1921
1922 It didn't work! Rust says "the type of this value must be known in this
1923 context." What's up with that? Well, as it turns out, `rand::random()` can
1924 generate many kinds of random values, not just integers. And in this case, Rust
1925 isn't sure what kind of value `random()` should generate. So we have to help
1926 it. With number literals, we just add an `i` onto the end to tell Rust they're
1927 integers, but that does not work with functions. There's a different syntax,
1928 and it looks like this:
1929
1930 ```{rust,ignore}
1931 rand::random::<int>();
1932 ```
1933
1934 This says "please give me a random `int` value." We can change our code to use
1935 this hint...
1936
1937 ```{rust,no_run}
1938 use std::io;
1939 use std::rand;
1940
1941 fn main() {
1942     println!("Guess the number!");
1943
1944     let secret_number = (rand::random::<int>() % 100i) + 1i;
1945
1946     println!("The secret number is: {}", secret_number);
1947
1948     println!("Please input your guess.");
1949
1950     let input = io::stdin().read_line()
1951                            .ok()
1952                            .expect("Failed to read line");
1953
1954
1955     println!("You guessed: {}", input);
1956 }
1957 ```
1958
1959 Try running our new program a few times:
1960
1961 ```{notrust,ignore}
1962 $ cargo run
1963    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
1964      Running `target/guessing_game`
1965 Guess the number!
1966 The secret number is: 7
1967 Please input your guess.
1968 4
1969 You guessed: 4
1970 $ ./target/guessing_game
1971 Guess the number!
1972 The secret number is: 83
1973 Please input your guess.
1974 5
1975 You guessed: 5
1976 $ ./target/guessing_game
1977 Guess the number!
1978 The secret number is: -29
1979 Please input your guess.
1980 42
1981 You guessed: 42
1982 ```
1983
1984 Wait. Negative 29? We wanted a number between one and a hundred! We have two
1985 options here: we can either ask `random()` to generate an unsigned integer, which
1986 can only be positive, or we can use the `abs()` function. Let's go with the
1987 unsigned integer approach. If we want a random positive number, we should ask for
1988 a random positive number. Our code looks like this now:
1989
1990 ```{rust,no_run}
1991 use std::io;
1992 use std::rand;
1993
1994 fn main() {
1995     println!("Guess the number!");
1996
1997     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
1998
1999     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2000
2001     println!("Please input your guess.");
2002
2003     let input = io::stdin().read_line()
2004                            .ok()
2005                            .expect("Failed to read line");
2006
2007
2008     println!("You guessed: {}", input);
2009 }
2010 ```
2011
2012 And trying it out:
2013
2014 ```{notrust,ignore}
2015 $ cargo run
2016    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2017      Running `target/guessing_game`
2018 Guess the number!
2019 The secret number is: 57
2020 Please input your guess.
2021 3
2022 You guessed: 3
2023 ```
2024
2025 Great! Next up: let's compare our guess to the secret guess.
2026
2027 ## Comparing guesses
2028
2029 If you remember, earlier in the guide, we made a `cmp` function that compared
2030 two numbers. Let's add that in, along with a `match` statement to compare the
2031 guess to the secret guess:
2032
2033 ```{rust,ignore}
2034 use std::io;
2035 use std::rand;
2036
2037 fn main() {
2038     println!("Guess the number!");
2039
2040     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2041
2042     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2043
2044     println!("Please input your guess.");
2045
2046     let input = io::stdin().read_line()
2047                            .ok()
2048                            .expect("Failed to read line");
2049
2050
2051     println!("You guessed: {}", input);
2052
2053     match cmp(input, secret_number) {
2054         Less    => println!("Too small!"),
2055         Greater => println!("Too big!"),
2056         Equal   => println!("You win!"),
2057     }
2058 }
2059
2060 fn cmp(a: int, b: int) -> Ordering {
2061     if a < b { Less }
2062     else if a > b { Greater }
2063     else { Equal }
2064 }
2065 ```
2066
2067 If we try to compile, we'll get some errors:
2068
2069 ```{notrust,ignore}
2070 $ cargo build
2071    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2072 src/main.rs:20:15: 20:20 error: mismatched types: expected `int` but found `collections::string::String` (expected int but found struct collections::string::String)
2073 src/main.rs:20     match cmp(input, secret_number) {
2074                              ^~~~~
2075 src/main.rs:20:22: 20:35 error: mismatched types: expected `int` but found `uint` (expected int but found uint)
2076 src/main.rs:20     match cmp(input, secret_number) {
2077                                     ^~~~~~~~~~~~~
2078 error: aborting due to 2 previous errors
2079 ```
2080
2081 This often happens when writing Rust programs, and is one of Rust's greatest
2082 strengths. You try out some code, see if it compiles, and Rust tells you that
2083 you've done something wrong. In this case, our `cmp` function works on integers,
2084 but we've given it unsigned integers. In this case, the fix is easy, because
2085 we wrote the `cmp` function! Let's change it to take `uint`s:
2086
2087 ```{rust,ignore}
2088 use std::io;
2089 use std::rand;
2090
2091 fn main() {
2092     println!("Guess the number!");
2093
2094     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2095
2096     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2097
2098     println!("Please input your guess.");
2099
2100     let input = io::stdin().read_line()
2101                            .ok()
2102                            .expect("Failed to read line");
2103
2104
2105     println!("You guessed: {}", input);
2106
2107     match cmp(input, secret_number) {
2108         Less    => println!("Too small!"),
2109         Greater => println!("Too big!"),
2110         Equal   => println!("You win!"),
2111     }
2112 }
2113
2114 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2115     if a < b { Less }
2116     else if a > b { Greater }
2117     else { Equal }
2118 }
2119 ```
2120
2121 And try compiling again:
2122
2123 ```{notrust,ignore}
2124 $ cargo build
2125    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2126 src/main.rs:20:15: 20:20 error: mismatched types: expected `uint` but found `collections::string::String` (expected uint but found struct collections::string::String)
2127 src/main.rs:20     match cmp(input, secret_number) {
2128                              ^~~~~
2129 error: aborting due to previous error
2130 ```
2131
2132 This error is similar to the last one: we expected to get a `uint`, but we got
2133 a `String` instead! That's because our `input` variable is coming from the
2134 standard input, and you can guess anything. Try it:
2135
2136 ```{notrust,ignore}
2137 $ ./target/guessing_game
2138 Guess the number!
2139 The secret number is: 73
2140 Please input your guess.
2141 hello
2142 You guessed: hello
2143 ```
2144
2145 Oops! Also, you'll note that we just ran our program even though it didn't compile.
2146 This works because the older version we did successfully compile was still lying
2147 around. Gotta be careful!
2148
2149 Anyway, we have a `String`, but we need a `uint`. What to do? Well, there's
2150 a function for that:
2151
2152 ```{rust,ignore}
2153 let input = io::stdin().read_line()
2154                        .ok()
2155                        .expect("Failed to read line");
2156 let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice());
2157 ```
2158
2159 The `from_str` function takes in a `&str` value and converts it into something.
2160 We tell it what kind of something with a type hint. Remember our type hint with
2161 `random()`? It looked like this:
2162
2163 ```{rust,ignore}
2164 rand::random::<uint>();
2165 ```
2166
2167 There's an alternate way of providing a hint too, and that's declaring the type
2168 in a `let`:
2169
2170 ```{rust,ignore}
2171 let x: uint = rand::random();
2172 ```
2173
2174 In this case, we say `x` is a `uint` explicitly, so Rust is able to properly
2175 tell `random()` what to generate. In a similar fashion, both of these work:
2176
2177 ```{rust,ignore}
2178 let input_num = from_str::<uint>("5");
2179 let input_num: Option<uint> = from_str("5");
2180 ```
2181
2182 Anyway, with us now converting our input to a number, our code looks like this:
2183
2184 ```{rust,ignore}
2185 use std::io;
2186 use std::rand;
2187
2188 fn main() {
2189     println!("Guess the number!");
2190
2191     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2192
2193     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2194
2195     println!("Please input your guess.");
2196
2197     let input = io::stdin().read_line()
2198                            .ok()
2199                            .expect("Failed to read line");
2200     let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice());
2201
2202     println!("You guessed: {}", input_num);
2203
2204     match cmp(input_num, secret_number) {
2205         Less    => println!("Too small!"),
2206         Greater => println!("Too big!"),
2207         Equal   => println!("You win!"),
2208     }
2209 }
2210
2211 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2212     if a < b { Less }
2213     else if a > b { Greater }
2214     else { Equal }
2215 }
2216 ```
2217
2218 Let's try it out!
2219
2220 ```{notrust,ignore}
2221 $ cargo build
2222    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2223 src/main.rs:22:15: 22:24 error: mismatched types: expected `uint` but found `core::option::Option<uint>` (expected uint but found enum core::option::Option)
2224 src/main.rs:22     match cmp(input_num, secret_number) {
2225                              ^~~~~~~~~
2226 error: aborting due to previous error
2227 ```
2228
2229 Oh yeah! Our `input_num` has the type `Option<uint>`, rather than `uint`. We
2230 need to unwrap the Option. If you remember from before, `match` is a great way
2231 to do that. Try this code:
2232
2233 ```{rust,no_run}
2234 use std::io;
2235 use std::rand;
2236
2237 fn main() {
2238     println!("Guess the number!");
2239
2240     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2241
2242     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2243
2244     println!("Please input your guess.");
2245
2246     let input = io::stdin().read_line()
2247                            .ok()
2248                            .expect("Failed to read line");
2249     let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice());
2250
2251     let num = match input_num {
2252         Some(num) => num,
2253         None      => {
2254             println!("Please input a number!");
2255             return;
2256         }
2257     };
2258
2259
2260     println!("You guessed: {}", num);
2261
2262     match cmp(num, secret_number) {
2263         Less    => println!("Too small!"),
2264         Greater => println!("Too big!"),
2265         Equal   => println!("You win!"),
2266     }
2267 }
2268
2269 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2270     if a < b { Less }
2271     else if a > b { Greater }
2272     else { Equal }
2273 }
2274 ```
2275
2276 We use a `match` to either give us the `uint` inside of the `Option`, or we
2277 print an error message and return. Let's give this a shot:
2278
2279 ```{notrust,ignore}
2280 $ cargo run
2281    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2282      Running `target/guessing_game`
2283 Guess the number!
2284 The secret number is: 17
2285 Please input your guess.
2286 5
2287 Please input a number!
2288 ```
2289
2290 Uh, what? But we did!
2291
2292 ... actually, we didn't. See, when you get a line of input from `stdin()`,
2293 you get all the input. Including the `\n` character from you pressing Enter.
2294 So, `from_str()` sees the string `"5\n"` and says "nope, that's not a number,
2295 there's non-number stuff in there!" Luckily for us, `&str`s have an easy
2296 method we can use defined on them: `trim()`. One small modification, and our
2297 code looks like this:
2298
2299 ```{rust,no_run}
2300 use std::io;
2301 use std::rand;
2302
2303 fn main() {
2304     println!("Guess the number!");
2305
2306     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2307
2308     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2309
2310     println!("Please input your guess.");
2311
2312     let input = io::stdin().read_line()
2313                            .ok()
2314                            .expect("Failed to read line");
2315     let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice().trim());
2316
2317     let num = match input_num {
2318         Some(num) => num,
2319         None      => {
2320             println!("Please input a number!");
2321             return;
2322         }
2323     };
2324
2325
2326     println!("You guessed: {}", num);
2327
2328     match cmp(num, secret_number) {
2329         Less    => println!("Too small!"),
2330         Greater => println!("Too big!"),
2331         Equal   => println!("You win!"),
2332     }
2333 }
2334
2335 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2336     if a < b { Less }
2337     else if a > b { Greater }
2338     else { Equal }
2339 }
2340 ```
2341
2342 Let's try it!
2343
2344 ```{notrust,ignore}
2345 $ cargo run
2346    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2347      Running `target/guessing_game`
2348 Guess the number!
2349 The secret number is: 58
2350 Please input your guess.
2351   76
2352 You guessed: 76
2353 Too big!
2354 ```
2355
2356 Nice! You can see I even added spaces before my guess, and it still figured
2357 out that I guessed 76. Run the program a few times, and verify that guessing
2358 the number works, as well as guessing a number too small.
2359
2360 The Rust compiler helped us out quite a bit there! This technique is called
2361 "lean on the compiler," and it's often useful when working on some code. Let
2362 the error messages help guide you towards the correct types.
2363
2364 Now we've got most of the game working, but we can only make one guess. Let's
2365 change that by adding loops!
2366
2367 ## Looping
2368
2369 As we already discussed, the `loop` keyword gives us an infinite loop. So
2370 let's add that in:
2371
2372 ```{rust,no_run}
2373 use std::io;
2374 use std::rand;
2375
2376 fn main() {
2377     println!("Guess the number!");
2378
2379     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2380
2381     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2382
2383     loop {
2384
2385         println!("Please input your guess.");
2386
2387         let input = io::stdin().read_line()
2388                                .ok()
2389                                .expect("Failed to read line");
2390         let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice().trim());
2391
2392         let num = match input_num {
2393             Some(num) => num,
2394             None      => {
2395                 println!("Please input a number!");
2396                 return;
2397             }
2398         };
2399
2400
2401         println!("You guessed: {}", num);
2402
2403         match cmp(num, secret_number) {
2404             Less    => println!("Too small!"),
2405             Greater => println!("Too big!"),
2406             Equal   => println!("You win!"),
2407         }
2408     }
2409 }
2410
2411 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2412     if a < b { Less }
2413     else if a > b { Greater }
2414     else { Equal }
2415 }
2416 ```
2417
2418 And try it out. But wait, didn't we just add an infinite loop? Yup. Remember
2419 that `return`? If we give a non-number answer, we'll `return` and quit. Observe:
2420
2421 ```{notrust,ignore}
2422 $ cargo run
2423    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2424      Running `target/guessing_game`
2425 Guess the number!
2426 The secret number is: 59
2427 Please input your guess.
2428 45
2429 You guessed: 45
2430 Too small!
2431 Please input your guess.
2432 60
2433 You guessed: 60
2434 Too big!
2435 Please input your guess.
2436 59
2437 You guessed: 59
2438 You win!
2439 Please input your guess.
2440 quit
2441 Please input a number!
2442 ```
2443
2444 Ha! `quit` actually quits. As does any other non-number input. Well, this is
2445 suboptimal to say the least. First, let's actually quit when you win the game:
2446
2447 ```{rust,no_run}
2448 use std::io;
2449 use std::rand;
2450
2451 fn main() {
2452     println!("Guess the number!");
2453
2454     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2455
2456     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2457
2458     loop {
2459
2460         println!("Please input your guess.");
2461
2462         let input = io::stdin().read_line()
2463                                .ok()
2464                                .expect("Failed to read line");
2465         let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice().trim());
2466
2467         let num = match input_num {
2468             Some(num) => num,
2469             None      => {
2470                 println!("Please input a number!");
2471                 return;
2472             }
2473         };
2474
2475
2476         println!("You guessed: {}", num);
2477
2478         match cmp(num, secret_number) {
2479             Less    => println!("Too small!"),
2480             Greater => println!("Too big!"),
2481             Equal   => {
2482                 println!("You win!");
2483                 return;
2484             },
2485         }
2486     }
2487 }
2488
2489 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2490     if a < b { Less }
2491     else if a > b { Greater }
2492     else { Equal }
2493 }
2494 ```
2495
2496 By adding the `return` line after the `You win!`, we'll exit the program when
2497 we win. We have just one more tweak to make: when someone inputs a non-number,
2498 we don't want to quit, we just want to ignore it. Change that `return` to
2499 `continue`:
2500
2501
2502 ```{rust,no_run}
2503 use std::io;
2504 use std::rand;
2505
2506 fn main() {
2507     println!("Guess the number!");
2508
2509     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2510
2511     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2512
2513     loop {
2514
2515         println!("Please input your guess.");
2516
2517         let input = io::stdin().read_line()
2518                                .ok()
2519                                .expect("Failed to read line");
2520         let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice().trim());
2521
2522         let num = match input_num {
2523             Some(num) => num,
2524             None      => {
2525                 println!("Please input a number!");
2526                 continue;
2527             }
2528         };
2529
2530
2531         println!("You guessed: {}", num);
2532
2533         match cmp(num, secret_number) {
2534             Less    => println!("Too small!"),
2535             Greater => println!("Too big!"),
2536             Equal   => {
2537                 println!("You win!");
2538                 return;
2539             },
2540         }
2541     }
2542 }
2543
2544 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2545     if a < b { Less }
2546     else if a > b { Greater }
2547     else { Equal }
2548 }
2549 ```
2550
2551 Now we should be good! Let's try:
2552
2553 ```{notrust,ignore}
2554 $ cargo run
2555    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2556      Running `target/guessing_game`
2557 Guess the number!
2558 The secret number is: 61
2559 Please input your guess.
2560 10
2561 You guessed: 10
2562 Too small!
2563 Please input your guess.
2564 99
2565 You guessed: 99
2566 Too big!
2567 Please input your guess.
2568 foo
2569 Please input a number!
2570 Please input your guess.
2571 61
2572 You guessed: 61
2573 You win!
2574 ```
2575
2576 Awesome! With one tiny last tweak, we have finished the guessing game. Can you
2577 think of what it is? That's right, we don't want to print out the secret number.
2578 It was good for testing, but it kind of ruins the game. Here's our final source:
2579
2580 ```{rust,no_run}
2581 use std::io;
2582 use std::rand;
2583
2584 fn main() {
2585     println!("Guess the number!");
2586
2587     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2588
2589     loop {
2590
2591         println!("Please input your guess.");
2592
2593         let input = io::stdin().read_line()
2594                                .ok()
2595                                .expect("Failed to read line");
2596         let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice().trim());
2597
2598         let num = match input_num {
2599             Some(num) => num,
2600             None      => {
2601                 println!("Please input a number!");
2602                 continue;
2603             }
2604         };
2605
2606
2607         println!("You guessed: {}", num);
2608
2609         match cmp(num, secret_number) {
2610             Less    => println!("Too small!"),
2611             Greater => println!("Too big!"),
2612             Equal   => {
2613                 println!("You win!");
2614                 return;
2615             },
2616         }
2617     }
2618 }
2619
2620 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2621     if a < b { Less }
2622     else if a > b { Greater }
2623     else { Equal }
2624 }
2625 ```
2626
2627 ## Complete!
2628
2629 At this point, you have successfully built the Guessing Game! Congratulations!
2630
2631 You've now learned the basic syntax of Rust. All of this is relatively close to
2632 various other programming languages you have used in the past. These
2633 fundamental syntactical and semantic elements will form the foundation for the
2634 rest of your Rust education.
2635
2636 Now that you're an expert at the basics, it's time to learn about some of
2637 Rust's more unique features.
2638
2639 # Crates and Modules
2640
2641 Rust features a strong module system, but it works a bit differently than in
2642 other programming languages. Rust's module system has two main components:
2643 **crate**s and **module**s.
2644
2645 A crate is Rust's unit of independent compilation. Rust always compiles one
2646 crate at a time, producing either a library or an executable. However, executables
2647 usually depend on libraries, and many libraries depend on other libraries as well.
2648 To support this, crates can depend on other crates.
2649
2650 Each crate contains a hierarchy of modules. This tree starts off with a single
2651 module, called the **crate root**. Within the crate root, we can declare other
2652 modules, which can contain other modules, as deeply as you'd like.
2653
2654 Note that we haven't mentioned anything about files yet. Rust does not impose a
2655 particular relationship between your filesystem structure and your module
2656 structure. That said, there is a conventional approach to how Rust looks for
2657 modules on the file system, but it's also overridable.
2658
2659 Enough talk, let's build something! Let's make a new project called `modules`.
2660
2661 ```{bash,ignore}
2662 $ cd ~/projects
2663 $ cargo new modules --bin
2664 $ cd modules
2665 ```
2666
2667 Let's double check our work by compiling:
2668
2669 ```{bash,notrust}
2670 $ cargo run
2671    Compiling modules v0.0.1 (file:///home/you/projects/modules)
2672      Running `target/modules`
2673 Hello, world!
2674 ```
2675
2676 Excellent! So, we already have a single crate here: our `src/main.rs` is a crate.
2677 Everything in that file is in the crate root. A crate that generates an executable
2678 defines a `main` function inside its root, as we've done here.
2679
2680 Let's define a new module inside our crate. Edit `src/main.rs` to look
2681 like this:
2682
2683 ```
2684 fn main() {
2685     println!("Hello, world!");
2686 }
2687
2688 mod hello {
2689     fn print_hello() {
2690         println!("Hello, world!");
2691     }
2692 }
2693 ```
2694
2695 We now have a module named `hello` inside of our crate root. Modules use
2696 `snake_case` naming, like functions and variable bindings.
2697
2698 Inside the `hello` module, we've defined a `print_hello` function. This will
2699 also print out our hello world message. Modules allow you to split up your
2700 program into nice neat boxes of functionality, grouping common things together,
2701 and keeping different things apart. It's kinda like having a set of shelves:
2702 a place for everything and everything in its place.
2703
2704 To call our `print_hello` function, we use the double colon (`::`):
2705
2706 ```{rust,ignore}
2707 hello::print_hello();
2708 ```
2709
2710 You've seen this before, with `io::stdin()` and `rand::random()`. Now you know
2711 how to make your own. However, crates and modules have rules about
2712 **visibility**, which controls who exactly may use the functions defined in a
2713 given module. By default, everything in a module is private, which means that
2714 it can only be used by other functions in the same module. This will not
2715 compile:
2716
2717 ```{rust,ignore}
2718 fn main() {
2719     hello::print_hello();
2720 }
2721
2722 mod hello {
2723     fn print_hello() {
2724         println!("Hello, world!");
2725     }
2726 }
2727 ```
2728
2729 It gives an error:
2730
2731 ```{notrust,ignore}
2732    Compiling modules v0.0.1 (file:///home/you/projects/modules)
2733 src/main.rs:2:5: 2:23 error: function `print_hello` is private
2734 src/main.rs:2     hello::print_hello();
2735                   ^~~~~~~~~~~~~~~~~~
2736 ```
2737
2738 To make it public, we use the `pub` keyword:
2739
2740 ```{rust}
2741 fn main() {
2742     hello::print_hello();
2743 }
2744
2745 mod hello {
2746     pub fn print_hello() {
2747         println!("Hello, world!");
2748     }
2749 }
2750 ```
2751
2752 Usage of the `pub` keyword is sometimes called 'exporting', because
2753 we're making the function available for other modules. This will work:
2754
2755 ```{notrust,ignore}
2756 $ cargo run
2757    Compiling modules v0.0.1 (file:///home/you/projects/modules)
2758      Running `target/modules`
2759 Hello, world!
2760 ```
2761
2762 Nice! There are more things we can do with modules, including moving them into
2763 their own files. This is enough detail for now.
2764
2765 # Testing
2766
2767 Traditionally, testing has not been a strong suit of most systems programming
2768 languages. Rust, however, has very basic testing built into the language
2769 itself.  While automated testing cannot prove that your code is bug-free, it is
2770 useful for verifying that certain behaviors work as intended.
2771
2772 Here's a very basic test:
2773
2774 ```{rust}
2775 #[test]
2776 fn is_one_equal_to_one() {
2777     assert_eq!(1i, 1i);
2778 }
2779 ```
2780
2781 You may notice something new: that `#[test]`. Before we get into the mechanics
2782 of testing, let's talk about attributes.
2783
2784 ## Attributes
2785
2786 Rust's testing system uses **attribute**s to mark which functions are tests.
2787 Attributes can be placed on any Rust **item**. Remember how most things in
2788 Rust are an expression, but `let` is not? Item declarations are also not
2789 expressions. Here's a list of things that qualify as an item:
2790
2791 * functions
2792 * modules
2793 * type definitions
2794 * structures
2795 * enumerations
2796 * static items
2797 * traits
2798 * implementations
2799
2800 You haven't learned about all of these things yet, but that's the list. As
2801 you can see, functions are at the top of it.
2802
2803 Attributes can appear in three ways:
2804
2805 1. A single identifier, the attribute name. `#[test]` is an example of this.
2806 2. An identifier followed by an equals sign (`=`) and a literal. `#[cfg=test]`
2807    is an example of this.
2808 3. An identifier followed by a parenthesized list of sub-attribute arguments.
2809    `#[cfg(unix, target_word_size = "32")]` is an example of this, where one of
2810     the sub-arguments is of the second kind.
2811
2812 There are a number of different kinds of attributes, enough that we won't go
2813 over them all here. Before we talk about the testing-specific attributes, I
2814 want to call out one of the most important kinds of attributes: stability
2815 markers.
2816
2817 ## Stability attributes
2818
2819 Rust provides six attributes to indicate the stability level of various
2820 parts of your library. The six levels are:
2821
2822 * deprecated: This item should no longer be used. No guarantee of backwards
2823   compatibility.
2824 * experimental: This item was only recently introduced or is otherwise in a
2825   state of flux. It may change significantly, or even be removed. No guarantee
2826   of backwards-compatibility.
2827 * unstable: This item is still under development, but requires more testing to
2828   be considered stable. No guarantee of backwards-compatibility.
2829 * stable: This item is considered stable, and will not change significantly.
2830   Guarantee of backwards-compatibility.
2831 * frozen: This item is very stable, and is unlikely to change. Guarantee of
2832   backwards-compatibility.
2833 * locked: This item will never change unless a serious bug is found. Guarantee
2834   of backwards-compatibility.
2835
2836 All of Rust's standard library uses these attribute markers to communicate
2837 their relative stability, and you should use them in your code, as well.
2838 There's an associated attribute, `warn`, that allows you to warn when you
2839 import an item marked with certain levels: deprecated, experimental and
2840 unstable. For now, only deprecated warns by default, but this will change once
2841 the standard library has been stabilized.
2842
2843 You can use the `warn` attribute like this:
2844
2845 ```{rust,ignore}
2846 #![warn(unstable)]
2847 ```
2848
2849 And later, when you import a crate:
2850
2851 ```{rust,ignore}
2852 extern crate some_crate;
2853 ```
2854
2855 You'll get a warning if you use something marked unstable.
2856
2857 You may have noticed an exclamation point in the `warn` attribute declaration.
2858 The `!` in this attribute means that this attribute applies to the enclosing
2859 item, rather than to the item that follows the attribute. So this `warn`
2860 attribute declaration applies to the enclosing crate itself, rather than
2861 to whatever item statement follows it:
2862
2863 ```{rust,ignore}
2864 // applies to the crate we're in
2865 #![warn(unstable)]
2866
2867 extern crate some_crate;
2868
2869 // applies to the following `fn`.
2870 #[test]
2871 fn a_test() {
2872   // ...
2873 }
2874 ```
2875
2876 ## Writing tests
2877
2878 Let's write a very simple crate in a test-driven manner. You know the drill by
2879 now: make a new project:
2880
2881 ```{bash,ignore}
2882 $ cd ~/projects
2883 $ cargo new testing --bin
2884 $ cd testing
2885 ```
2886
2887 And try it out:
2888
2889 ```{notrust,ignore}
2890 $ cargo run
2891    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
2892      Running `target/testing`
2893 Hello, world!
2894 ```
2895
2896 Great. Rust's infrastructure supports tests in two sorts of places, and they're
2897 for two kinds of tests: you include **unit test**s inside of the crate itself,
2898 and you place **integration test**s inside a `tests` directory. "Unit tests"
2899 are small tests that test one focused unit, "integration tests" tests multiple
2900 units in integration. That said, this is a social convention, they're no different
2901 in syntax. Let's make a `tests` directory:
2902
2903 ```{bash,ignore}
2904 $ mkdir tests
2905 ```
2906
2907 Next, let's create an integration test in `tests/lib.rs`:
2908
2909 ```{rust,no_run}
2910 #[test]
2911 fn foo() {
2912     assert!(false);
2913 }
2914 ```
2915
2916 It doesn't matter what you name your test functions, though it's nice if
2917 you give them descriptive names. You'll see why in a moment. We then use a
2918 macro, `assert!`, to assert that something is true. In this case, we're giving
2919 it `false`, so this test should fail. Let's try it!
2920
2921 ```{notrust,ignore}
2922 $ cargo test
2923    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
2924 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1:1: 3:2 warning: code is never used: `main`, #[warn(dead_code)] on by default
2925 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1 fn main() {
2926 /home/you/projects/testing/src/main.rs:2     println!("Hello, world");
2927 /home/you/projects/testing/src/main.rs:3 }
2928
2929 running 0 tests
2930
2931 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
2932
2933
2934 running 1 test
2935 test foo ... FAILED
2936
2937 failures:
2938
2939 ---- foo stdout ----
2940         task 'foo' failed at 'assertion failed: false', /home/you/projects/testing/tests/lib.rs:3
2941
2942
2943
2944 failures:
2945     foo
2946
2947 test result: FAILED. 0 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured
2948
2949 task '<main>' failed at 'Some tests failed', /home/you/src/rust/src/libtest/lib.rs:242
2950 ```
2951
2952 Lots of output! Let's break this down:
2953
2954 ```{notrust,ignore}
2955 $ cargo test
2956    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
2957 ```
2958
2959 You can run all of your tests with `cargo test`. This runs both your tests in
2960 `tests`, as well as the tests you put inside of your crate.
2961
2962 ```{notrust,ignore}
2963 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1:1: 3:2 warning: code is never used: `main`, #[warn(dead_code)] on by default
2964 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1 fn main() {
2965 /home/you/projects/testing/src/main.rs:2     println!("Hello, world");
2966 /home/you/projects/testing/src/main.rs:3 }
2967 ```
2968
2969 Rust has a **lint** called 'warn on dead code' used by default. A lint is a
2970 bit of code that checks your code, and can tell you things about it. In this
2971 case, Rust is warning us that we've written some code that's never used: our
2972 `main` function. Of course, since we're running tests, we don't use `main`.
2973 We'll turn this lint off for just this function soon. For now, just ignore this
2974 output.
2975
2976 ```{notrust,ignore}
2977 running 0 tests
2978
2979 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
2980 ```
2981
2982 Wait a minute, zero tests? Didn't we define one? Yup. This output is from
2983 attempting to run the tests in our crate, of which we don't have any.
2984 You'll note that Rust reports on several kinds of tests: passed, failed,
2985 ignored, and measured. The 'measured' tests refer to benchmark tests, which
2986 we'll cover soon enough!
2987
2988 ```{notrust,ignore}
2989 running 1 test
2990 test foo ... FAILED
2991 ```
2992
2993 Now we're getting somewhere. Remember when we talked about naming our tests
2994 with good names? This is why. Here, it says 'test foo' because we called our
2995 test 'foo.' If we had given it a good name, it'd be more clear which test
2996 failed, especially as we accumulate more tests.
2997
2998 ```{notrust,ignore}
2999 failures:
3000
3001 ---- foo stdout ----
3002         task 'foo' failed at 'assertion failed: false', /home/you/projects/testing/tests/lib.rs:3
3003
3004
3005
3006 failures:
3007     foo
3008
3009 test result: FAILED. 0 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured
3010
3011 task '<main>' failed at 'Some tests failed', /home/you/src/rust/src/libtest/lib.rs:242
3012 ```
3013
3014 After all the tests run, Rust will show us any output from our failed tests.
3015 In this instance, Rust tells us that our assertion failed, with false. This was
3016 what we expected.
3017
3018 Whew! Let's fix our test:
3019
3020 ```{rust}
3021 #[test]
3022 fn foo() {
3023     assert!(true);
3024 }
3025 ```
3026
3027 And then try to run our tests again:
3028
3029 ```{notrust,ignore}
3030 $ cargo test
3031    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3032 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1:1: 3:2 warning: code is never used: `main`, #[warn(dead_code)] on by default
3033 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1 fn main() {
3034 /home/you/projects/testing/src/main.rs:2     println!("Hello, world");
3035 /home/you/projects/testing/src/main.rs:3 }
3036
3037 running 0 tests
3038
3039 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3040
3041
3042 running 1 test
3043 test foo ... ok
3044
3045 test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3046 ```
3047
3048 Nice! Our test passes, as we expected. Let's get rid of that warning for our `main`
3049 function. Change your `src/main.rs` to look like this:
3050
3051 ```{rust}
3052 #[cfg(not(test))]
3053 fn main() {
3054     println!("Hello, world");
3055 }
3056 ```
3057
3058 This attribute combines two things: `cfg` and `not`. The `cfg` attribute allows
3059 you to conditionally compile code based on something. The following item will
3060 only be compiled if the configuration says it's true. And when Cargo compiles
3061 our tests, it sets things up so that `cfg(test)` is true. But we want to only
3062 include `main` when it's _not_ true. So we use `not` to negate things:
3063 `cfg(not(test))` will only compile our code when the `cfg(test)` is false.
3064
3065 With this attribute, we won't get the warning:
3066
3067 ```{notrust,ignore}
3068 $ cargo test
3069    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3070
3071 running 0 tests
3072
3073 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3074
3075
3076 running 1 test
3077 test foo ... ok
3078
3079 test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3080 ```
3081
3082 Nice. Okay, let's write a real test now. Change your `tests/lib.rs`
3083 to look like this:
3084
3085 ```{rust,ignore}
3086 #[test]
3087 fn math_checks_out() {
3088     let result = add_three_times_four(5i);
3089
3090     assert_eq!(32i, result);
3091 }
3092 ```
3093
3094 And try to run the test:
3095
3096 ```{notrust,ignore}
3097 $ cargo test
3098    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3099 /home/you/projects/testing/tests/lib.rs:3:18: 3:38 error: unresolved name `add_three_times_four`.
3100 /home/you/projects/testing/tests/lib.rs:3     let result = add_three_times_four(5i);
3101                                                            ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3102 error: aborting due to previous error
3103 Build failed, waiting for other jobs to finish...
3104 Could not compile `testing`.
3105
3106 To learn more, run the command again with --verbose.
3107 ```
3108
3109 Rust can't find this function. That makes sense, as we didn't write it yet!
3110
3111 In order to share this code with our tests, we'll need to make a library crate.
3112 This is also just good software design: as we mentioned before, it's a good idea
3113 to put most of your functionality into a library crate, and have your executable
3114 crate use that library. This allows for code re-use.
3115
3116 To do that, we'll need to make a new module. Make a new file, `src/lib.rs`,
3117 and put this in it:
3118
3119 ```{rust}
3120 # fn main() {}
3121 pub fn add_three_times_four(x: int) -> int {
3122     (x + 3) * 4
3123 }
3124 ```
3125
3126 We're calling this file `lib.rs` because it has the same name as our project,
3127 and so it's named this, by convention.
3128
3129 We'll then need to use this crate in our `src/main.rs`:
3130
3131 ```{rust,ignore}
3132 extern crate testing;
3133
3134 #[cfg(not(test))]
3135 fn main() {
3136     println!("Hello, world");
3137 }
3138 ```
3139
3140 Finally, let's import this function in our `tests/lib.rs`:
3141
3142 ```{rust,ignore}
3143 extern crate testing;
3144 use testing::add_three_times_four;
3145
3146 #[test]
3147 fn math_checks_out() {
3148     let result = add_three_times_four(5i);
3149
3150     assert_eq!(32i, result);
3151 }
3152 ```
3153
3154 Let's give it a run:
3155
3156 ```{ignore,notrust}
3157 $ cargo test
3158    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3159
3160 running 0 tests
3161
3162 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3163
3164
3165 running 0 tests
3166
3167 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3168
3169
3170 running 1 test
3171 test math_checks_out ... ok
3172
3173 test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3174 ```
3175
3176 Great! One test passed. We've got an integration test showing that our public
3177 method works, but maybe we want to test some of the internal logic as well.
3178 While this function is simple, if it were more complicated, you can imagine
3179 we'd need more tests. So let's break it up into two helper functions, and
3180 write some unit tests to test those.
3181
3182 Change your `src/lib.rs` to look like this:
3183
3184 ```{rust,ignore}
3185 pub fn add_three_times_four(x: int) -> int {
3186     times_four(add_three(x))
3187 }
3188
3189 fn add_three(x: int) -> int { x + 3 }
3190
3191 fn times_four(x: int) -> int { x * 4 }
3192 ```
3193
3194 If you run `cargo test`, you should get the same output:
3195
3196 ```{ignore,notrust}
3197 $ cargo test
3198    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3199
3200 running 0 tests
3201
3202 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3203
3204
3205 running 0 tests
3206
3207 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3208
3209
3210 running 1 test
3211 test math_checks_out ... ok
3212
3213 test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3214 ```
3215
3216 If we tried to write a test for these two new functions, it wouldn't
3217 work. For example:
3218
3219 ```{rust,ignore}
3220 extern crate testing;
3221 use testing::add_three_times_four;
3222 use testing::add_three;
3223
3224 #[test]
3225 fn math_checks_out() {
3226     let result = add_three_times_four(5i);
3227
3228     assert_eq!(32i, result);
3229 }
3230
3231 #[test]
3232 fn test_add_three() {
3233     let result = add_three(5i);
3234
3235     assert_eq!(8i, result);
3236 }
3237 ```
3238
3239 We'd get this error:
3240
3241 ```{notrust,ignore}
3242    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3243 /home/you/projects/testing/tests/lib.rs:3:5: 3:24 error: function `add_three` is private
3244 /home/you/projects/testing/tests/lib.rs:3 use testing::add_three;
3245                                               ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3246 ```
3247
3248 Right. It's private. So external, integration tests won't work. We need a
3249 unit test. Open up your `src/lib.rs` and add this:
3250
3251 ```{rust,ignore}
3252 pub fn add_three_times_four(x: int) -> int {
3253     times_four(add_three(x))
3254 }
3255
3256 fn add_three(x: int) -> int { x + 3 }
3257
3258 fn times_four(x: int) -> int { x * 4 }
3259
3260 #[cfg(test)]
3261 mod test {
3262     use super::add_three;
3263     use super::times_four;
3264
3265     #[test]
3266     fn test_add_three() {
3267         let result = add_three(5i);
3268
3269         assert_eq!(8i, result);
3270     }
3271
3272     #[test]
3273     fn test_times_four() {
3274         let result = times_four(5i);
3275
3276         assert_eq!(20i, result);
3277     }
3278 }
3279 ```
3280
3281 Let's give it a shot:
3282
3283 ```{ignore,notrust}
3284 $ cargo test
3285    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3286
3287 running 2 tests
3288 test test::test_times_four ... ok
3289 test test::test_add_three ... ok
3290
3291 test result: ok. 2 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3292
3293
3294 running 0 tests
3295
3296 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3297
3298
3299 running 1 test
3300 test math_checks_out ... ok
3301
3302 test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3303 ```
3304
3305 Cool! We now have two tests of our internal functions. You'll note that there
3306 are three sets of output now: one for `src/main.rs`, one for `src/lib.rs`, and
3307 one for `tests/lib.rs`. There's one interesting thing that we haven't talked
3308 about yet, and that's these lines:
3309
3310 ```{rust,ignore}
3311 use super::add_three;
3312 use super::times_four;
3313 ```
3314
3315 Because we've made a nested module, we can import functions from the parent
3316 module by using `super`. Sub-modules are allowed to 'see' private functions in
3317 the parent.
3318
3319 We've now covered the basics of testing. Rust's tools are primitive, but they
3320 work well in the simple cases. There are some Rustaceans working on building
3321 more complicated frameworks on top of all of this, but they're just starting
3322 out.
3323
3324 # Pointers
3325
3326 In systems programming, pointers are an incredibly important topic. Rust has a
3327 very rich set of pointers, and they operate differently than in many other
3328 languages. They are important enough that we have a specific [Pointer
3329 Guide](guide-pointers.html) that goes into pointers in much detail. In fact,
3330 while you're currently reading this guide, which covers the language in broad
3331 overview, there are a number of other guides that put a specific topic under a
3332 microscope. You can find the list of guides on the [documentation index
3333 page](index.html#guides).
3334
3335 In this section, we'll assume that you're familiar with pointers as a general
3336 concept. If you aren't, please read the [introduction to
3337 pointers](guide-pointers.html#an-introduction) section of the Pointer Guide,
3338 and then come back here. We'll wait.
3339
3340 Got the gist? Great. Let's talk about pointers in Rust.
3341
3342 ## References
3343
3344 The most primitive form of pointer in Rust is called a **reference**.
3345 References are created using the ampersand (`&`). Here's a simple
3346 reference:
3347
3348 ```{rust}
3349 let x = 5i;
3350 let y = &x;
3351 ```
3352
3353 `y` is a reference to `x`. To dereference (get the value being referred to
3354 rather than the reference itself) `y`, we use the asterisk (`*`):
3355
3356 ```{rust}
3357 let x = 5i;
3358 let y = &x;
3359
3360 assert_eq!(5i, *y);
3361 ```
3362
3363 Like any `let` binding, references are immutable by default.
3364
3365 You can declare that functions take a reference:
3366
3367 ```{rust}
3368 fn add_one(x: &int) -> int { *x + 1 }
3369
3370 fn main() {
3371     assert_eq!(6, add_one(&5));
3372 }
3373 ```
3374
3375 As you can see, we can make a reference from a literal by applying `&` as well.
3376 Of course, in this simple function, there's not a lot of reason to take `x` by
3377 reference. It's just an example of the syntax.
3378
3379 Because references are immutable, you can have multiple references that
3380 **alias** (point to the same place):
3381
3382 ```{rust}
3383 let x = 5i;
3384 let y = &x;
3385 let z = &x;
3386 ```
3387
3388 We can make a mutable reference by using `&mut` instead of `&`:
3389
3390 ```{rust}
3391 let mut x = 5i;
3392 let y = &mut x;
3393 ```
3394
3395 Note that `x` must also be mutable. If it isn't, like this:
3396
3397 ```{rust,ignore}
3398 let x = 5i;
3399 let y = &mut x;
3400 ```
3401
3402 Rust will complain:
3403
3404 ```{ignore,notrust}
3405 6:19 error: cannot borrow immutable local variable `x` as mutable
3406  let y = &mut x;
3407               ^
3408 ```
3409
3410 We don't want a mutable reference to immutable data! This error message uses a
3411 term we haven't talked about yet, 'borrow.' We'll get to that in just a moment.
3412
3413 This simple example actually illustrates a lot of Rust's power: Rust has
3414 prevented us, at compile time, from breaking our own rules. Because Rust's
3415 references check these kinds of rules entirely at compile time, there's no
3416 runtime overhead for this safety.  At runtime, these are the same as a raw
3417 machine pointer, like in C or C++.  We've just double-checked ahead of time
3418 that we haven't done anything dangerous.
3419
3420 Rust will also prevent us from creating two mutable references that alias.
3421 This won't work:
3422
3423 ```{rust,ignore}
3424 let mut x = 5i;
3425 let y = &mut x;
3426 let z = &mut x;
3427 ```
3428
3429 It gives us this error:
3430
3431 ```{notrust,ignore}
3432 error: cannot borrow `x` as mutable more than once at a time
3433      let z = &mut x;
3434                   ^
3435 note: previous borrow of `x` occurs here; the mutable borrow prevents subsequent moves, borrows, or modification of `x` until the borrow ends
3436      let y = &mut x;
3437                   ^
3438 note: previous borrow ends here
3439  fn main() {
3440      let mut x = 5i;
3441      let y = &mut x;
3442      let z = &mut x;
3443  }
3444  ^
3445 ```
3446
3447 This is a big error message. Let's dig into it for a moment. There are three
3448 parts: the error and two notes. The error says what we expected, we cannot have
3449 two pointers that point to the same memory.
3450
3451 The two notes give some extra context. Rust's error messages often contain this
3452 kind of extra information when the error is complex. Rust is telling us two
3453 things: first, that the reason we cannot **borrow** `x` as `z` is that we
3454 previously borrowed `x` as `y`. The second note shows where `y`'s borrowing
3455 ends.
3456
3457 Wait, borrowing?
3458
3459 In order to truly understand this error, we have to learn a few new concepts:
3460 **ownership**, **borrowing**, and **lifetimes**.
3461
3462 ## Ownership, borrowing, and lifetimes
3463
3464 Whenever a resource of some kind is created, something must be responsible
3465 for destroying that resource as well. Given that we're discussing pointers
3466 right now, let's discuss this in the context of memory allocation, though
3467 it applies to other resources as well.
3468
3469 When you allocate heap memory, you need a mechanism to free that memory. Many
3470 languages use a garbage collector to handle deallocation. This is a valid,
3471 time-tested strategy, but it's not without its drawbacks: it adds overhead, and
3472 can lead to unpredictable pauses in execution. Because the programmer does not
3473 have to think as much about deallocation, allocation becomes something
3474 commonplace, leading to more memory usage. And if you need precise control
3475 over when something is deallocated, leaving it up to your runtime can make this
3476 difficult.
3477
3478 Rust chooses a different path, and that path is called **ownership**. Any
3479 binding that creates a resource is the **owner** of that resource.
3480
3481 Being an owner affords you some privileges:
3482
3483 1. You control when that resource is deallocated.
3484 2. You may lend that resource, immutably, to as many borrowers as you'd like.
3485 3. You may lend that resource, mutably, to a single borrower.
3486
3487 But it also comes with some restrictions:
3488
3489 1. If someone is borrowing your resource (either mutably or immutably), you may
3490    not mutate the resource or mutably lend it to someone.
3491 2. If someone is mutably borrowing your resource, you may not lend it out at
3492    all (mutably or immutably) or access it in any way.
3493
3494 What's up with all this 'lending' and 'borrowing'? When you allocate memory,
3495 you get a pointer to that memory. This pointer allows you to manipulate said
3496 memory. If you are the owner of a pointer, then you may allow another
3497 binding to temporarily borrow that pointer, and then they can manipulate the
3498 memory. The length of time that the borrower is borrowing the pointer
3499 from you is called a **lifetime**.
3500
3501 If two distinct bindings share a pointer, and the memory that pointer points to
3502 is immutable, then there are no problems. But if it's mutable, the result of
3503 changing it can vary unpredictably depending on who happens to access it first,
3504 which is called a **race condition**. To avoid this, if someone wants to mutate
3505 something that they've borrowed from you, you must not have lent out that
3506 pointer to anyone else.
3507
3508 Rust has a sophisticated system called the **borrow checker** to make sure that
3509 everyone plays by these rules. At compile time, it verifies that none of these
3510 rules are broken. If our program compiles successfully, Rust can guarantee it
3511 is free of data races and other memory errors, and there is no runtime overhead
3512 for any of this. The borrow checker works only at compile time. If the borrow
3513 checker did find a problem, it will report an error and your program will
3514 refuse to compile.
3515
3516 That's a lot to take in. It's also one of the _most_ important concepts in
3517 all of Rust. Let's see this syntax in action:
3518
3519 ```{rust}
3520 {
3521     let x = 5i; // x is the owner of this integer, which is memory on the stack.
3522
3523     // other code here...
3524
3525 } // privilege 1: when x goes out of scope, this memory is deallocated
3526
3527 /// this function borrows an integer. It's given back automatically when the
3528 /// function returns.
3529 fn foo(x: &int) -> &int { x }
3530
3531 {
3532     let x = 5i; // x is the owner of this integer, which is memory on the stack.
3533
3534     // privilege 2: you may lend that resource, to as many borrowers as you'd like
3535     let y = &x;
3536     let z = &x;
3537
3538     foo(&x); // functions can borrow too!
3539
3540     let a = &x; // we can do this alllllll day!
3541 }
3542
3543 {
3544     let mut x = 5i; // x is the owner of this integer, which is memory on the stack.
3545
3546     let y = &mut x; // privilege 3: you may lend that resource to a single borrower,
3547                     // mutably
3548 }
3549 ```
3550
3551 If you are a borrower, you get a few privileges as well, but must also obey a
3552 restriction:
3553
3554 1. If the borrow is immutable, you may read the data the pointer points to.
3555 2. If the borrow is mutable, you may read and write the data the pointer points to.
3556 3. You may lend the pointer to someone else, **BUT**
3557 4. When you do so, they must return it before you can give your own borrow back.
3558
3559 This last requirement can seem odd, but it also makes sense. If you have to
3560 return something, and you've lent it to someone, they need to give it back to
3561 you for you to give it back! If we didn't, then the owner could deallocate
3562 the memory, and the person we've loaned it out to would have a pointer to
3563 invalid memory. This is called a 'dangling pointer.'
3564
3565 Let's re-examine the error that led us to talk about all of this, which was a
3566 violation of the restrictions placed on owners who lend something out mutably.
3567 The code:
3568
3569 ```{rust,ignore}
3570 let mut x = 5i;
3571 let y = &mut x;
3572 let z = &mut x;
3573 ```
3574
3575 The error:
3576
3577 ```{notrust,ignore}
3578 error: cannot borrow `x` as mutable more than once at a time
3579      let z = &mut x;
3580                   ^
3581 note: previous borrow of `x` occurs here; the mutable borrow prevents subsequent moves, borrows, or modification of `x` until the borrow ends
3582      let y = &mut x;
3583                   ^
3584 note: previous borrow ends here
3585  fn main() {
3586      let mut x = 5i;
3587      let y = &mut x;
3588      let z = &mut x;
3589  }
3590  ^
3591 ```
3592
3593 This error comes in three parts. Let's go over each in turn.
3594
3595 ```{notrust,ignore}
3596 error: cannot borrow `x` as mutable more than once at a time
3597      let z = &mut x;
3598                   ^
3599 ```
3600
3601 This error states the restriction: you cannot lend out something mutable more
3602 than once at the same time. The borrow checker knows the rules!
3603
3604 ```{notrust,ignore}
3605 note: previous borrow of `x` occurs here; the mutable borrow prevents subsequent moves, borrows, or modification of `x` until the borrow ends
3606      let y = &mut x;
3607                   ^
3608 ```
3609
3610 Some compiler errors come with notes to help you fix the error. This error comes
3611 with two notes, and this is the first. This note informs us of exactly where
3612 the first mutable borrow occurred. The error showed us the second. So now we
3613 see both parts of the problem. It also alludes to rule #3, by reminding us that
3614 we can't change `x` until the borrow is over.
3615
3616 ```{notrust,ignore}
3617 note: previous borrow ends here
3618  fn main() {
3619      let mut x = 5i;
3620      let y = &mut x;
3621      let z = &mut x;
3622  }
3623  ^
3624 ```
3625
3626 Here's the second note, which lets us know where the first borrow would be over.
3627 This is useful, because if we wait to try to borrow `x` after this borrow is
3628 over, then everything will work.
3629
3630 For more advanced patterns, please consult the [Lifetime
3631 Guide](guide-lifetimes.html).  You'll also learn what this type signature with
3632 the `'a` syntax is:
3633
3634 ```{rust,ignore}
3635 pub fn as_maybe_owned(&self) -> MaybeOwned<'a> { ... }
3636 ```
3637
3638 ## Boxes
3639
3640 All of our references so far have been to variables we've created on the stack.
3641 In Rust, the simplest way to allocate heap variables is using a *box*.  To
3642 create a box, use the `box` keyword:
3643
3644 ```{rust}
3645 let x = box 5i;
3646 ```
3647
3648 This allocates an integer `5` on the heap, and creates a binding `x` that
3649 refers to it. The great thing about boxed pointers is that we don't have to
3650 manually free this allocation! If we write
3651
3652 ```{rust}
3653 {
3654     let x = box 5i;
3655     // do stuff
3656 }
3657 ```
3658
3659 then Rust will automatically free `x` at the end of the block. This isn't
3660 because Rust has a garbage collector -- it doesn't. Instead, when `x` goes out
3661 of scope, Rust `free`s `x`. This Rust code will do the same thing as the
3662 following C code:
3663
3664 ```{c,ignore}
3665 {
3666     int *x = (int *)malloc(sizeof(int));
3667     // do stuff
3668     free(x);
3669 }
3670 ```
3671
3672 This means we get the benefits of manual memory management, but the compiler
3673 ensures that we don't do something wrong. We can't forget to `free` our memory.
3674
3675 Boxes are the sole owner of their contents, so you cannot take a mutable
3676 reference to them and then use the original box:
3677
3678 ```{rust,ignore}
3679 let mut x = box 5i;
3680 let y = &mut x;
3681
3682 *x; // you might expect 5, but this is actually an error
3683 ```
3684
3685 This gives us this error:
3686
3687 ```{notrust,ignore}
3688 8:7 error: cannot use `*x` because it was mutably borrowed
3689  *x;
3690  ^~
3691  6:19 note: borrow of `x` occurs here
3692  let y = &mut x;
3693               ^
3694 ```
3695
3696 As long as `y` is borrowing the contents, we cannot use `x`. After `y` is
3697 done borrowing the value, we can use it again. This works fine:
3698
3699 ```{rust}
3700 let mut x = box 5i;
3701
3702 {
3703     let y = &mut x;
3704 } // y goes out of scope at the end of the block
3705
3706 *x;
3707 ```
3708
3709 ## Rc and Arc
3710
3711 Sometimes, you need to allocate something on the heap, but give out multiple
3712 references to the memory. Rust's `Rc<T>` (pronounced 'arr cee tee') and
3713 `Arc<T>` types (again, the `T` is for generics, we'll learn more later) provide
3714 you with this ability.  **Rc** stands for 'reference counted,' and **Arc** for
3715 'atomically reference counted.' This is how Rust keeps track of the multiple
3716 owners: every time we make a new reference to the `Rc<T>`, we add one to its
3717 internal 'reference count.' Every time a reference goes out of scope, we
3718 subtract one from the count. When the count is zero, the `Rc<T>` can be safely
3719 deallocated. `Arc<T>` is almost identical to `Rc<T>`, except for one thing: The
3720 'atomically' in 'Arc' means that increasing and decreasing the count uses a
3721 thread-safe mechanism to do so. Why two types? `Rc<T>` is faster, so if you're
3722 not in a multi-threaded scenario, you can have that advantage. Since we haven't
3723 talked about threading yet in Rust, we'll show you `Rc<T>` for the rest of this
3724 section.
3725
3726 To create an `Rc<T>`, use `Rc::new()`:
3727
3728 ```{rust}
3729 use std::rc::Rc;
3730
3731 let x = Rc::new(5i);
3732 ```
3733
3734 To create a second reference, use the `.clone()` method:
3735
3736 ```{rust}
3737 use std::rc::Rc;
3738
3739 let x = Rc::new(5i);
3740 let y = x.clone();
3741 ```
3742
3743 The `Rc<T>` will live as long as any of its references are alive. After they
3744 all go out of scope, the memory will be `free`d.
3745
3746 If you use `Rc<T>` or `Arc<T>`, you have to be careful about introducing
3747 cycles. If you have two `Rc<T>`s that point to each other, the reference counts
3748 will never drop to zero, and you'll have a memory leak. To learn more, check
3749 out [the section on `Rc<T>` and `Arc<T>` in the pointers
3750 guide](guide-pointers.html#rc-and-arc).
3751
3752 # Patterns
3753
3754 We've made use of patterns a few times in the guide: first with `let` bindings,
3755 then with `match` statements. Let's go on a whirlwind tour of all of the things
3756 patterns can do!
3757
3758 A quick refresher: you can match against literals directly, and `_` acts as an
3759 'any' case:
3760
3761 ```{rust}
3762 let x = 1i;
3763
3764 match x {
3765     1 => println!("one"),
3766     2 => println!("two"),
3767     3 => println!("three"),
3768     _ => println!("anything"),
3769 }
3770 ```
3771
3772 You can match multiple patterns with `|`:
3773
3774 ```{rust}
3775 let x = 1i;
3776
3777 match x {
3778     1 | 2 => println!("one or two"),
3779     3 => println!("three"),
3780     _ => println!("anything"),
3781 }
3782 ```
3783
3784 You can match a range of values with `...`:
3785
3786 ```{rust}
3787 let x = 1i;
3788
3789 match x {
3790     1 ... 5 => println!("one through five"),
3791     _ => println!("anything"),
3792 }
3793 ```
3794
3795 Ranges are mostly used with integers and single characters.
3796
3797 If you're matching multiple things, via a `|` or a `...`, you can bind
3798 the value to a name with `@`:
3799
3800 ```{rust}
3801 let x = 1i;
3802
3803 match x {
3804     x @ 1 ... 5 => println!("got {}", x),
3805     _ => println!("anything"),
3806 }
3807 ```
3808
3809 If you're matching on an enum which has variants, you can use `..` to
3810 ignore the value in the variant:
3811
3812 ```{rust}
3813 enum OptionalInt {
3814     Value(int),
3815     Missing,
3816 }
3817
3818 let x = Value(5i);
3819
3820 match x {
3821     Value(..) => println!("Got an int!"),
3822     Missing   => println!("No such luck."),
3823 }
3824 ```
3825
3826 You can introduce **match guards** with `if`:
3827
3828 ```{rust}
3829 enum OptionalInt {
3830     Value(int),
3831     Missing,
3832 }
3833
3834 let x = Value(5i);
3835
3836 match x {
3837     Value(x) if x > 5 => println!("Got an int bigger than five!"),
3838     Value(..) => println!("Got an int!"),
3839     Missing   => println!("No such luck."),
3840 }
3841 ```
3842
3843 If you're matching on a pointer, you can use the same syntax as you declared it
3844 with. First, `&`:
3845
3846 ```{rust}
3847 let x = &5i;
3848
3849 match x {
3850     &x => println!("Got a value: {}", x),
3851 }
3852 ```
3853
3854 Here, the `x` inside the `match` has type `int`. In other words, the left hand
3855 side of the pattern destructures the value. If we have `&5i`, then in `&x`, `x`
3856 would be `5i`.
3857
3858 If you want to get a reference, use the `ref` keyword:
3859
3860 ```{rust}
3861 let x = 5i;
3862
3863 match x {
3864     ref x => println!("Got a reference to {}", x),
3865 }
3866 ```
3867
3868 Here, the `x` inside the `match` has the type `&int`. In other words, the `ref`
3869 keyword _creates_ a reference, for use in the pattern. If you need a mutable
3870 reference, `ref mut` will work in the same way:
3871
3872 ```{rust}
3873 let mut x = 5i;
3874
3875 match x {
3876     ref mut x => println!("Got a mutable reference to {}", x),
3877 }
3878 ```
3879
3880 If you have a struct, you can destructure it inside of a pattern:
3881
3882 ```{rust}
3883 # #![allow(non_shorthand_field_patterns)]
3884 struct Point {
3885     x: int,
3886     y: int,
3887 }
3888
3889 let origin = Point { x: 0i, y: 0i };
3890
3891 match origin {
3892     Point { x: x, y: y } => println!("({},{})", x, y),
3893 }
3894 ```
3895
3896 If we only care about some of the values, we don't have to give them all names:
3897
3898 ```{rust}
3899 # #![allow(non_shorthand_field_patterns)]
3900 struct Point {
3901     x: int,
3902     y: int,
3903 }
3904
3905 let origin = Point { x: 0i, y: 0i };
3906
3907 match origin {
3908     Point { x: x, .. } => println!("x is {}", x),
3909 }
3910 ```
3911
3912 Whew! That's a lot of different ways to match things, and they can all be
3913 mixed and matched, depending on what you're doing:
3914
3915 ```{rust,ignore}
3916 match x {
3917     Foo { x: Some(ref name), y: None } => ...
3918 }
3919 ```
3920
3921 Patterns are very powerful.  Make good use of them.
3922
3923 # Method Syntax
3924
3925 Functions are great, but if you want to call a bunch of them on some data, it
3926 can be awkward. Consider this code:
3927
3928 ```{rust,ignore}
3929 baz(bar(foo(x)));
3930 ```
3931
3932 We would read this left-to right, and so we see 'baz bar foo.' But this isn't the
3933 order that the functions would get called in, that's inside-out: 'foo bar baz.'
3934 Wouldn't it be nice if we could do this instead?
3935
3936 ```{rust,ignore}
3937 x.foo().bar().baz();
3938 ```
3939
3940 Luckily, as you may have guessed with the leading question, you can! Rust provides
3941 the ability to use this **method call syntax** via the `impl` keyword.
3942
3943 Here's how it works:
3944
3945 ```{rust}
3946 struct Circle {
3947     x: f64,
3948     y: f64,
3949     radius: f64,
3950 }
3951
3952 impl Circle {
3953     fn area(&self) -> f64 {
3954         std::f64::consts::PI * (self.radius * self.radius)
3955     }
3956 }
3957
3958 fn main() {
3959     let c = Circle { x: 0.0, y: 0.0, radius: 2.0 };
3960     println!("{}", c.area());
3961 }
3962 ```
3963
3964 This will print `12.566371`.
3965
3966 We've made a struct that represents a circle. We then write an `impl` block,
3967 and inside it, define a method, `area`. Methods take a  special first
3968 parameter, `&self`. There are three variants: `self`, `&self`, and `&mut self`.
3969 You can think of this first parameter as being the `x` in `x.foo()`. The three
3970 variants correspond to the three kinds of thing `x` could be: `self` if it's
3971 just a value on the stack, `&self` if it's a reference, and `&mut self` if it's
3972 a mutable reference. We should default to using `&self`, as it's the most
3973 common.
3974
3975 Finally, as you may remember, the value of the area of a circle is `Ï€*r²`.
3976 Because we took the `&self` parameter to `area`, we can use it just like any
3977 other parameter. Because we know it's a `Circle`, we can access the `radius`
3978 just like we would with any other struct. An import of Ï€ and some
3979 multiplications later, and we have our area.
3980
3981 You can also define methods that do not take a `self` parameter. Here's a
3982 pattern that's very common in Rust code:
3983
3984 ```{rust}
3985 # #![allow(non_shorthand_field_patterns)]
3986 struct Circle {
3987     x: f64,
3988     y: f64,
3989     radius: f64,
3990 }
3991
3992 impl Circle {
3993     fn new(x: f64, y: f64, radius: f64) -> Circle {
3994         Circle {
3995             x: x,
3996             y: y,
3997             radius: radius,
3998         }
3999     }
4000 }
4001
4002 fn main() {
4003     let c = Circle::new(0.0, 0.0, 2.0);
4004 }
4005 ```
4006
4007 This **static method** builds a new `Circle` for us. Note that static methods
4008 are called with the `Struct::method()` syntax, rather than the `ref.method()`
4009 syntax.
4010
4011 # Closures
4012
4013 So far, we've made lots of functions in Rust. But we've given them all names.
4014 Rust also allows us to create anonymous functions too. Rust's anonymous
4015 functions are called **closure**s. By themselves, closures aren't all that
4016 interesting, but when you combine them with functions that take closures as
4017 arguments, really powerful things are possible.
4018
4019 Let's make a closure:
4020
4021 ```{rust}
4022 let add_one = |x| { 1i + x };
4023
4024 println!("The sum of 5 plus 1 is {}.", add_one(5i));
4025 ```
4026
4027 We create a closure using the `|...| { ... }` syntax, and then we create a
4028 binding so we can use it later. Note that we call the function using the
4029 binding name and two parentheses, just like we would for a named function.
4030
4031 Let's compare syntax. The two are pretty close:
4032
4033 ```{rust}
4034 let add_one = |x: int| -> int { 1i + x };
4035 fn  add_one   (x: int) -> int { 1i + x }
4036 ```
4037
4038 As you may have noticed, closures infer their argument and return types, so you
4039 don't need to declare one. This is different from named functions, which
4040 default to returning unit (`()`).
4041
4042 There's one big difference between a closure and named functions, and it's in
4043 the name: a closure "closes over its environment." What's that mean? It means
4044 this:
4045
4046 ```{rust}
4047 fn main() {
4048     let x = 5i;
4049
4050     let printer = || { println!("x is: {}", x); };
4051
4052     printer(); // prints "x is: 5"
4053 }
4054 ```
4055
4056 The `||` syntax means this is an anonymous closure that takes no arguments.
4057 Without it, we'd just have a block of code in `{}`s.
4058
4059 In other words, a closure has access to variables in the scope that it's
4060 defined. The closure borrows any variables that it uses. This will error:
4061
4062 ```{rust,ignore}
4063 fn main() {
4064     let mut x = 5i;
4065
4066     let printer = || { println!("x is: {}", x); };
4067
4068     x = 6i; // error: cannot assign to `x` because it is borrowed
4069 }
4070 ```
4071
4072 ## Procs
4073
4074 Rust has a second type of closure, called a **proc**. Procs are created
4075 with the `proc` keyword:
4076
4077 ```{rust}
4078 let x = 5i;
4079
4080 let p = proc() { x * x };
4081 println!("{}", p()); // prints 25
4082 ```
4083
4084 Procs have a big difference from closures: they may only be called once. This
4085 will error when we try to compile:
4086
4087 ```{rust,ignore}
4088 let x = 5i;
4089
4090 let p = proc() { x * x };
4091 println!("{}", p());
4092 println!("{}", p()); // error: use of moved value `p`
4093 ```
4094
4095 This restriction is important. Procs are allowed to consume values that they
4096 capture, and thus have to be restricted to being called once for soundness
4097 reasons: any value consumed would be invalid on a second call.
4098
4099 Procs are most useful with Rust's concurrency features, and so we'll just leave
4100 it at this for now. We'll talk about them more in the "Tasks" section of the
4101 guide.
4102
4103 ## Accepting closures as arguments
4104
4105 Closures are most useful as an argument to another function. Here's an example:
4106
4107 ```{rust}
4108 fn twice(x: int, f: |int| -> int) -> int {
4109     f(x) + f(x)
4110 }
4111
4112 fn main() {
4113     let square = |x: int| { x * x };
4114
4115     twice(5i, square); // evaluates to 50
4116 }
4117 ```
4118
4119 Let's break the example down, starting with `main`:
4120
4121 ```{rust}
4122 let square = |x: int| { x * x };
4123 ```
4124
4125 We've seen this before. We make a closure that takes an integer, and returns
4126 its square.
4127
4128 ```{rust,ignore}
4129 twice(5i, square); // evaluates to 50
4130 ```
4131
4132 This line is more interesting. Here, we call our function, `twice`, and we pass
4133 it two arguments: an integer, `5`, and our closure, `square`. This is just like
4134 passing any other two variable bindings to a function, but if you've never
4135 worked with closures before, it can seem a little complex. Just think: "I'm
4136 passing two variables, one is an int, and one is a function."
4137
4138 Next, let's look at how `twice` is defined:
4139
4140 ```{rust,ignore}
4141 fn twice(x: int, f: |int| -> int) -> int {
4142 ```
4143
4144 `twice` takes two arguments, `x` and `f`. That's why we called it with two
4145 arguments. `x` is an `int`, we've done that a ton of times. `f` is a function,
4146 though, and that function takes an `int` and returns an `int`. Notice
4147 how the `|int| -> int` syntax looks a lot like our definition of `square`
4148 above, if we added the return type in:
4149
4150 ```{rust}
4151 let square = |x: int| -> int { x * x };
4152 //           |int|    -> int
4153 ```
4154
4155 This function takes an `int` and returns an `int`.
4156
4157 This is the most complicated function signature we've seen yet! Give it a read
4158 a few times until you can see how it works. It takes a teeny bit of practice, and
4159 then it's easy.
4160
4161 Finally, `twice` returns an `int` as well.
4162
4163 Okay, let's look at the body of `twice`:
4164
4165 ```{rust}
4166 fn twice(x: int, f: |int| -> int) -> int {
4167   f(x) + f(x)
4168 }
4169 ```
4170
4171 Since our closure is named `f`, we can call it just like we called our closures
4172 before. And we pass in our `x` argument to each one. Hence 'twice.'
4173
4174 If you do the math, `(5 * 5) + (5 * 5) == 50`, so that's the output we get.
4175
4176 Play around with this concept until you're comfortable with it. Rust's standard
4177 library uses lots of closures, where appropriate, so you'll be using
4178 this technique a lot.
4179
4180 If we didn't want to give `square` a name, we could also just define it inline.
4181 This example is the same as the previous one:
4182
4183 ```{rust}
4184 fn twice(x: int, f: |int| -> int) -> int {
4185     f(x) + f(x)
4186 }
4187
4188 fn main() {
4189     twice(5i, |x: int| { x * x }); // evaluates to 50
4190 }
4191 ```
4192
4193 A named function's name can be used wherever you'd use a closure. Another
4194 way of writing the previous example:
4195
4196 ```{rust}
4197 fn twice(x: int, f: |int| -> int) -> int {
4198     f(x) + f(x)
4199 }
4200
4201 fn square(x: int) -> int { x * x }
4202
4203 fn main() {
4204     twice(5i, square); // evaluates to 50
4205 }
4206 ```
4207
4208 Doing this is not particularly common, but every once in a while, it's useful.
4209
4210 That's all you need to get the hang of closures! Closures are a little bit
4211 strange at first, but once you're used to using them, you'll miss them in any
4212 language that doesn't have them. Passing functions to other functions is
4213 incredibly powerful. Next, let's look at one of those things: iterators.
4214
4215 # Iterators
4216
4217 Let's talk about loops.
4218
4219 Remember Rust's `for` loop? Here's an example:
4220
4221 ```{rust}
4222 for x in range(0i, 10i) {
4223     println!("{:d}", x);
4224 }
4225 ```
4226
4227 Now that you know more Rust, we can talk in detail about how this works. The
4228 `range` function returns an **iterator**. An iterator is something that we can
4229 call the `.next()` method on repeatedly, and it gives us a sequence of things.
4230
4231 Like this:
4232
4233 ```{rust}
4234 let mut range = range(0i, 10i);
4235
4236 loop {
4237     match range.next() {
4238         Some(x) => {
4239             println!("{}", x);
4240         },
4241         None => { break }
4242     }
4243 }
4244 ```
4245
4246 We make a mutable binding to the return value of `range`, which is our iterator.
4247 We then `loop`, with an inner `match`. This `match` is used on the result of
4248 `range.next()`, which gives us a reference to the next value of the iterator.
4249 `next` returns an `Option<int>`, in this case, which will be `Some(int)` when
4250 we have a value and `None` once we run out. If we get `Some(int)`, we print it
4251 out, and if we get `None`, we `break` out of the loop.
4252
4253 This code sample is basically the same as our `for` loop version. The `for`
4254 loop is just a handy way to write this `loop`/`match`/`break` construct.
4255
4256 `for` loops aren't the only thing that uses iterators, however. Writing your
4257 own iterator involves implementing the `Iterator` trait. While doing that is
4258 outside of the scope of this guide, Rust provides a number of useful iterators
4259 to accomplish various tasks. Before we talk about those, we should talk about a
4260 Rust anti-pattern. And that's `range`.
4261
4262 Yes, we just talked about how `range` is cool. But `range` is also very
4263 primitive. For example, if you needed to iterate over the contents of
4264 a vector, you may be tempted to write this:
4265
4266 ```{rust}
4267 let nums = vec![1i, 2i, 3i];
4268
4269 for i in range(0u, nums.len()) {
4270     println!("{}", nums[i]);
4271 }
4272 ```
4273
4274 This is strictly worse than using an actual iterator. The `.iter()` method on
4275 vectors returns an iterator which iterates through a reference to each element
4276 of the vector in turn. So write this:
4277
4278 ```{rust}
4279 let nums = vec![1i, 2i, 3i];
4280
4281 for num in nums.iter() {
4282     println!("{}", num);
4283 }
4284 ```
4285
4286 There are two reasons for this. First, this more directly expresses what we
4287 mean. We iterate through the entire vector, rather than iterating through
4288 indexes, and then indexing the vector. Second, this version is more efficient:
4289 the first version will have extra bounds checking because it used indexing,
4290 `nums[i]`. But since we yield a reference to each element of the vector in turn
4291 with the iterator, there's no bounds checking in the second example. This is
4292 very common with iterators: we can ignore unnecessary bounds checks, but still
4293 know that we're safe.
4294
4295 There's another detail here that's not 100% clear because of how `println!`
4296 works. `num` is actually of type `&int`. That is, it's a reference to an `int`,
4297 not an `int` itself. `println!` handles the dereferencing for us, so we don't
4298 see it. This code works fine too:
4299
4300 ```{rust}
4301 let nums = vec![1i, 2i, 3i];
4302
4303 for num in nums.iter() {
4304     println!("{}", *num);
4305 }
4306 ```
4307
4308 Now we're explicitly dereferencing `num`. Why does `iter()` give us references?
4309 Well, if it gave us the data itself, we would have to be its owner, which would
4310 involve making a copy of the data and giving us the copy. With references,
4311 we're just borrowing a reference to the data, and so it's just passing
4312 a reference, without needing to do the copy.
4313
4314 So, now that we've established that `range` is often not what you want, let's
4315 talk about what you do want instead.
4316
4317 There are three broad classes of things that are relevant here: iterators,
4318 **iterator adapters**, and **consumers**. Here's some definitions:
4319
4320 * 'iterators' give you a sequence of values.
4321 * 'iterator adapters' operate on an iterator, producing a new iterator with a
4322   different output sequence.
4323 * 'consumers' operate on an iterator, producing some final set of values.
4324
4325 Let's talk about consumers first, since you've already seen an iterator,
4326 `range`.
4327
4328 ## Consumers
4329
4330 A 'consumer' operates on an iterator, returning some kind of value or values.
4331 The most common consumer is `collect()`. This code doesn't quite compile,
4332 but it shows the intention:
4333
4334 ```{rust,ignore}
4335 let one_to_one_hundred = range(1i, 101i).collect();
4336 ```
4337
4338 As you can see, we call `collect()` on our iterator. `collect()` takes
4339 as many values as the iterator will give it, and returns a collection
4340 of the results. So why won't this compile? Rust can't determine what
4341 type of things you want to collect, and so you need to let it know.
4342 Here's the version that does compile:
4343
4344 ```{rust}
4345 let one_to_one_hundred = range(1i, 101i).collect::<Vec<int>>();
4346 ```
4347
4348 If you remember, the `::<>` syntax allows us to give a type hint,
4349 and so we tell it that we want a vector of integers.
4350
4351 `collect()` is the most common consumer, but there are others too. `find()`
4352 is one:
4353
4354 ```{rust}
4355 let greater_than_forty_two = range(0i, 100i)
4356                              .find(|x| *x >= 42);
4357
4358 match greater_than_forty_two {
4359     Some(_) => println!("We got some numbers!"),
4360     None    => println!("No numbers found :("),
4361 }
4362 ```
4363
4364 `find` takes a closure, and works on a reference to each element of an
4365 iterator. This closure returns `true` if the element is the element we're
4366 looking for, and `false` otherwise. Because we might not find a matching
4367 element, `find` returns an `Option` rather than the element itself.
4368
4369 Another important consumer is `fold`. Here's what it looks like:
4370
4371 ```{rust}
4372 let sum = range(1i, 4i)
4373               .fold(0i, |sum, x| sum + x);
4374 ```
4375
4376 `fold()` is a consumer that looks like this:
4377 `fold(base, |accumulator, element| ...)`. It takes two arguments: the first
4378 is an element called the "base". The second is a closure that itself takes two
4379 arguments: the first is called the "accumulator," and the second is an
4380 "element." Upon each iteration, the closure is called, and the result is the
4381 value of the accumulator on the next iteration. On the first iteration, the
4382 base is the value of the accumulator.
4383
4384 Okay, that's a bit confusing. Let's examine the values of all of these things
4385 in this iterator:
4386
4387 | base | accumulator | element | closure result |
4388 |------|-------------|---------|----------------|
4389 | 0i   | 0i          | 1i      | 1i             |
4390 | 0i   | 1i          | 2i      | 3i             |
4391 | 0i   | 3i          | 3i      | 6i             |
4392
4393 We called `fold()` with these arguments:
4394
4395 ```{rust}
4396 # range(1i, 4i)
4397 .fold(0i, |sum, x| sum + x);
4398 ```
4399
4400 So, `0i` is our base, `sum` is our accumulator, and `x` is our element.  On the
4401 first iteration, we set `sum` to `0i`, and `x` is the first element of `nums`,
4402 `1i`. We then add `sum` and `x`, which gives us `0i + 1i = 1i`. On the second
4403 iteration, that value becomes our accumulator, `sum`, and the element is
4404 the second element of the array, `2i`. `1i + 2i = 3i`, and so that becomes
4405 the value of the accumulator for the last iteration. On that iteration,
4406 `x` is the last element, `3i`, and `3i + 3i = 6i`, which is our final
4407 result for our sum. `1 + 2 + 3 = 6`, and that's the result we got.
4408
4409 Whew. `fold` can be a bit strange the first few times you see it, but once it
4410 clicks, you can use it all over the place. Any time you have a list of things,
4411 and you want a single result, `fold` is appropriate.
4412
4413 Consumers are important due to one additional property of iterators we haven't
4414 talked about yet: laziness. Let's talk some more about iterators, and you'll
4415 see why consumers matter.
4416
4417 ## Iterators
4418
4419 As we've said before, an iterator is something that we can call the `.next()`
4420 method on repeatedly, and it gives us a sequence of things. Because you need
4421 to call the method, this means that iterators are **lazy**. This code, for
4422 example, does not actually generate the numbers `1-100`, and just creates a
4423 value that represents the sequence:
4424
4425 ```{rust}
4426 let nums = range(1i, 100i);
4427 ```
4428
4429 Since we didn't do anything with the range, it didn't generate the sequence.
4430 Once we add the consumer:
4431
4432 ```{rust}
4433 let nums = range(1i, 100i).collect::<Vec<int>>();
4434 ```
4435
4436 Now, `collect()` will require that `range()` give it some numbers, and so
4437 it will do the work of generating the sequence.
4438
4439 `range` is one of two basic iterators that you'll see. The other is `iter()`,
4440 which you've used before. `iter()` can turn a vector into a simple iterator
4441 that gives you each element in turn:
4442
4443 ```{rust}
4444 let nums = [1i, 2i, 3i];
4445
4446 for num in nums.iter() {
4447    println!("{}", num);
4448 }
4449 ```
4450
4451 These two basic iterators should serve you well. There are some more
4452 advanced iterators, including ones that are infinite. Like `count`:
4453
4454 ```{rust}
4455 std::iter::count(1i, 5i);
4456 ```
4457
4458 This iterator counts up from one, adding five each time. It will give
4459 you a new integer every time, forever. Well, technically, until the
4460 maximum number that an `int` can represent. But since iterators are lazy,
4461 that's okay! You probably don't want to use `collect()` on it, though...
4462
4463 That's enough about iterators. Iterator adapters are the last concept
4464 we need to talk about with regards to iterators. Let's get to it!
4465
4466 ## Iterator adapters
4467
4468 "Iterator adapters" take an iterator and modify it somehow, producing
4469 a new iterator. The simplest one is called `map`:
4470
4471 ```{rust,ignore}
4472 range(1i, 100i).map(|x| x + 1i);
4473 ```
4474
4475 `map` is called upon another iterator, and produces a new iterator where each
4476 element reference has the closure it's been given as an argument called on it.
4477 So this would give us the numbers from `2-101`. Well, almost! If you
4478 compile the example, you'll get a warning:
4479
4480 ```{notrust,ignore}
4481 2:37 warning: unused result which must be used: iterator adaptors are lazy and
4482               do nothing unless consumed, #[warn(unused_must_use)] on by default
4483  range(1i, 100i).map(|x| x + 1i);
4484  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4485 ```
4486
4487 Laziness strikes again! That closure will never execute. This example
4488 doesn't print any numbers:
4489
4490 ```{rust,ignore}
4491 range(1i, 100i).map(|x| println!("{}", x));
4492 ```
4493
4494 If you are trying to execute a closure on an iterator for its side effects,
4495 just use `for` instead.
4496
4497 There are tons of interesting iterator adapters. `take(n)` will get the
4498 first `n` items out of an iterator, and return them as a list. Let's
4499 try it out with our infinite iterator from before, `count()`:
4500
4501 ```{rust}
4502 for i in std::iter::count(1i, 5i).take(5) {
4503     println!("{}", i);
4504 }
4505 ```
4506
4507 This will print
4508
4509 ```{notrust,ignore}
4510 1
4511 6
4512 11
4513 16
4514 21
4515 ```
4516
4517 `filter()` is an adapter that takes a closure as an argument. This closure
4518 returns `true` or `false`. The new iterator `filter()` produces
4519 only the elements that that closure returns `true` for:
4520
4521 ```{rust}
4522 for i in range(1i, 100i).filter(|x| x % 2 == 0) {
4523     println!("{}", i);
4524 }
4525 ```
4526
4527 This will print all of the even numbers between one and a hundred.
4528
4529 You can chain all three things together: start with an iterator, adapt it
4530 a few times, and then consume the result. Check it out:
4531
4532 ```{rust}
4533 range(1i, 1000i)
4534     .filter(|x| x % 2 == 0)
4535     .filter(|x| x % 3 == 0)
4536     .take(5)
4537     .collect::<Vec<int>>();
4538 ```
4539
4540 This will give you a vector containing `6`, `12`, `18`, `24`, and `30`.
4541
4542 This is just a small taste of what iterators, iterator adapters, and consumers
4543 can help you with. There are a number of really useful iterators, and you can
4544 write your own as well. Iterators provide a safe, efficient way to manipulate
4545 all kinds of lists. They're a little unusual at first, but if you play with
4546 them, you'll get hooked. For a full list of the different iterators and
4547 consumers, check out the [iterator module documentation](std/iter/index.html).
4548
4549 # Generics
4550
4551 Sometimes, when writing a function or data type, we may want it to work for
4552 multiple types of arguments. For example, remember our `OptionalInt` type?
4553
4554 ```{rust}
4555 enum OptionalInt {
4556     Value(int),
4557     Missing,
4558 }
4559 ```
4560
4561 If we wanted to also have an `OptionalFloat64`, we would need a new enum:
4562
4563 ```{rust}
4564 enum OptionalFloat64 {
4565     Valuef64(f64),
4566     Missingf64,
4567 }
4568 ```
4569
4570 This is really unfortunate. Luckily, Rust has a feature that gives us a better
4571 way: generics. Generics are called **parametric polymorphism** in type theory,
4572 which means that they are types or functions that have multiple forms ("poly"
4573 is multiple, "morph" is form) over a given parameter ("parametric").
4574
4575 Anyway, enough with type theory declarations, let's check out the generic form
4576 of `OptionalInt`. It is actually provided by Rust itself, and looks like this:
4577
4578 ```rust
4579 enum Option<T> {
4580     Some(T),
4581     None,
4582 }
4583 ```
4584
4585 The `<T>` part, which you've seen a few times before, indicates that this is
4586 a generic data type. Inside the declaration of our enum, wherever we see a `T`,
4587 we substitute that type for the same type used in the generic. Here's an
4588 example of using `Option<T>`, with some extra type annotations:
4589
4590 ```{rust}
4591 let x: Option<int> = Some(5i);
4592 ```
4593
4594 In the type declaration, we say `Option<int>`. Note how similar this looks to
4595 `Option<T>`. So, in this particular `Option`, `T` has the value of `int`. On
4596 the right hand side of the binding, we do make a `Some(T)`, where `T` is `5i`.
4597 Since that's an `int`, the two sides match, and Rust is happy. If they didn't
4598 match, we'd get an error:
4599
4600 ```{rust,ignore}
4601 let x: Option<f64> = Some(5i);
4602 // error: mismatched types: expected `core::option::Option<f64>`
4603 // but found `core::option::Option<int>` (expected f64 but found int)
4604 ```
4605
4606 That doesn't mean we can't make `Option<T>`s that hold an `f64`! They just have to
4607 match up:
4608
4609 ```{rust}
4610 let x: Option<int> = Some(5i);
4611 let y: Option<f64> = Some(5.0f64);
4612 ```
4613
4614 This is just fine. One definition, multiple uses.
4615
4616 Generics don't have to only be generic over one type. Consider Rust's built-in
4617 `Result<T, E>` type:
4618
4619 ```{rust}
4620 enum Result<T, E> {
4621     Ok(T),
4622     Err(E),
4623 }
4624 ```
4625
4626 This type is generic over _two_ types: `T` and `E`. By the way, the capital letters
4627 can be any letter you'd like. We could define `Result<T, E>` as:
4628
4629 ```{rust}
4630 enum Result<H, N> {
4631     Ok(H),
4632     Err(N),
4633 }
4634 ```
4635
4636 if we wanted to. Convention says that the first generic parameter should be
4637 `T`, for 'type,' and that we use `E` for 'error.' Rust doesn't care, however.
4638
4639 The `Result<T, E>` type is intended to
4640 be used to return the result of a computation, and to have the ability to
4641 return an error if it didn't work out. Here's an example:
4642
4643 ```{rust}
4644 let x: Result<f64, String> = Ok(2.3f64);
4645 let y: Result<f64, String> = Err("There was an error.".to_string());
4646 ```
4647
4648 This particular Result will return an `f64` if there's a success, and a
4649 `String` if there's a failure. Let's write a function that uses `Result<T, E>`:
4650
4651 ```{rust}
4652 fn inverse(x: f64) -> Result<f64, String> {
4653     if x == 0.0f64 { return Err("x cannot be zero!".to_string()); }
4654
4655     Ok(1.0f64 / x)
4656 }
4657 ```
4658
4659 We don't want to take the inverse of zero, so we check to make sure that we
4660 weren't passed zero. If we were, then we return an `Err`, with a message. If
4661 it's okay, we return an `Ok`, with the answer.
4662
4663 Why does this matter? Well, remember how `match` does exhaustive matches?
4664 Here's how this function gets used:
4665
4666 ```{rust}
4667 # fn inverse(x: f64) -> Result<f64, String> {
4668 #     if x == 0.0f64 { return Err("x cannot be zero!".to_string()); }
4669 #     Ok(1.0f64 / x)
4670 # }
4671 let x = inverse(25.0f64);
4672
4673 match x {
4674     Ok(x) => println!("The inverse of 25 is {}", x),
4675     Err(msg) => println!("Error: {}", msg),
4676 }
4677 ```
4678
4679 The `match` enforces that we handle the `Err` case. In addition, because the
4680 answer is wrapped up in an `Ok`, we can't just use the result without doing
4681 the match:
4682
4683 ```{rust,ignore}
4684 let x = inverse(25.0f64);
4685 println!("{}", x + 2.0f64); // error: binary operation `+` cannot be applied
4686            // to type `core::result::Result<f64,collections::string::String>`
4687 ```
4688
4689 This function is great, but there's one other problem: it only works for 64 bit
4690 floating point values. What if we wanted to handle 32 bit floating point as
4691 well? We'd have to write this:
4692
4693 ```{rust}
4694 fn inverse32(x: f32) -> Result<f32, String> {
4695     if x == 0.0f32 { return Err("x cannot be zero!".to_string()); }
4696
4697     Ok(1.0f32 / x)
4698 }
4699 ```
4700
4701 Bummer. What we need is a **generic function**. Luckily, we can write one!
4702 However, it won't _quite_ work yet. Before we get into that, let's talk syntax.
4703 A generic version of `inverse` would look something like this:
4704
4705 ```{rust,ignore}
4706 fn inverse<T>(x: T) -> Result<T, String> {
4707     if x == 0.0 { return Err("x cannot be zero!".to_string()); }
4708
4709     Ok(1.0 / x)
4710 }
4711 ```
4712
4713 Just like how we had `Option<T>`, we use a similar syntax for `inverse<T>`.
4714 We can then use `T` inside the rest of the signature: `x` has type `T`, and half
4715 of the `Result` has type `T`. However, if we try to compile that example, we'll get
4716 an error:
4717
4718 ```{notrust,ignore}
4719 error: binary operation `==` cannot be applied to type `T`
4720 ```
4721
4722 Because `T` can be _any_ type, it may be a type that doesn't implement `==`,
4723 and therefore, the first line would be wrong. What do we do?
4724
4725 To fix this example, we need to learn about another Rust feature: traits.
4726
4727 # Traits
4728
4729 Do you remember the `impl` keyword, used to call a function with method
4730 syntax?
4731
4732 ```{rust}
4733 struct Circle {
4734     x: f64,
4735     y: f64,
4736     radius: f64,
4737 }
4738
4739 impl Circle {
4740     fn area(&self) -> f64 {
4741         std::f64::consts::PI * (self.radius * self.radius)
4742     }
4743 }
4744 ```
4745
4746 Traits are similar, except that we define a trait with just the method
4747 signature, then implement the trait for that struct. Like this:
4748
4749 ```{rust}
4750 struct Circle {
4751     x: f64,
4752     y: f64,
4753     radius: f64,
4754 }
4755
4756 trait HasArea {
4757     fn area(&self) -> f64;
4758 }
4759
4760 impl HasArea for Circle {
4761     fn area(&self) -> f64 {
4762         std::f64::consts::PI * (self.radius * self.radius)
4763     }
4764 }
4765 ```
4766
4767 As you can see, the `trait` block looks very similar to the `impl` block,
4768 but we don't define a body, just a type signature. When we `impl` a trait,
4769 we use `impl Trait for Item`, rather than just `impl Item`.
4770
4771 So what's the big deal? Remember the error we were getting with our generic
4772 `inverse` function?
4773
4774 ```{notrust,ignore}
4775 error: binary operation `==` cannot be applied to type `T`
4776 ```
4777
4778 We can use traits to constrain our generics. Consider this function, which
4779 does not compile, and gives us a similar error:
4780
4781 ```{rust,ignore}
4782 fn print_area<T>(shape: T) {
4783     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
4784 }
4785 ```
4786
4787 Rust complains:
4788
4789 ```{notrust,ignore}
4790 error: type `T` does not implement any method in scope named `area`
4791 ```
4792
4793 Because `T` can be any type, we can't be sure that it implements the `area`
4794 method. But we can add a **trait constraint** to our generic `T`, ensuring
4795 that it does:
4796
4797 ```{rust}
4798 # trait HasArea {
4799 #     fn area(&self) -> f64;
4800 # }
4801 fn print_area<T: HasArea>(shape: T) {
4802     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
4803 }
4804 ```
4805
4806 The syntax `<T: HasArea>` means `any type that implements the HasArea trait`.
4807 Because traits define function type signatures, we can be sure that any type
4808 which implements `HasArea` will have an `.area()` method.
4809
4810 Here's an extended example of how this works:
4811
4812 ```{rust}
4813 trait HasArea {
4814     fn area(&self) -> f64;
4815 }
4816
4817 struct Circle {
4818     x: f64,
4819     y: f64,
4820     radius: f64,
4821 }
4822
4823 impl HasArea for Circle {
4824     fn area(&self) -> f64 {
4825         std::f64::consts::PI * (self.radius * self.radius)
4826     }
4827 }
4828
4829 struct Square {
4830     x: f64,
4831     y: f64,
4832     side: f64,
4833 }
4834
4835 impl HasArea for Square {
4836     fn area(&self) -> f64 {
4837         self.side * self.side
4838     }
4839 }
4840
4841 fn print_area<T: HasArea>(shape: T) {
4842     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
4843 }
4844
4845 fn main() {
4846     let c = Circle {
4847         x: 0.0f64,
4848         y: 0.0f64,
4849         radius: 1.0f64,
4850     };
4851
4852     let s = Square {
4853         x: 0.0f64,
4854         y: 0.0f64,
4855         side: 1.0f64,
4856     };
4857
4858     print_area(c);
4859     print_area(s);
4860 }
4861 ```
4862
4863 This program outputs:
4864
4865 ```{notrust,ignore}
4866 This shape has an area of 3.141593
4867 This shape has an area of 1
4868 ```
4869
4870 As you can see, `print_area` is now generic, but also ensures that we
4871 have passed in the correct types. If we pass in an incorrect type:
4872
4873 ```{rust,ignore}
4874 print_area(5i);
4875 ```
4876
4877 We get a compile-time error:
4878
4879 ```{notrust,ignore}
4880 error: failed to find an implementation of trait main::HasArea for int
4881 ```
4882
4883 So far, we've only added trait implementations to structs, but you can
4884 implement a trait for any type. So technically, we _could_ implement
4885 `HasArea` for `int`:
4886
4887 ```{rust}
4888 trait HasArea {
4889     fn area(&self) -> f64;
4890 }
4891
4892 impl HasArea for int {
4893     fn area(&self) -> f64 {
4894         println!("this is silly");
4895
4896         *self as f64
4897     }
4898 }
4899
4900 5i.area();
4901 ```
4902
4903 It is considered poor style to implement methods on such primitive types, even
4904 though it is possible.
4905
4906 This may seem like the Wild West, but there are two other restrictions around
4907 implementing traits that prevent this from getting out of hand. First, traits
4908 must be `use`d in any scope where you wish to use the trait's method. So for
4909 example, this does not work:
4910
4911 ```{rust,ignore}
4912 mod shapes {
4913     use std::f64::consts;
4914
4915     trait HasArea {
4916         fn area(&self) -> f64;
4917     }
4918
4919     struct Circle {
4920         x: f64,
4921         y: f64,
4922         radius: f64,
4923     }
4924
4925     impl HasArea for Circle {
4926         fn area(&self) -> f64 {
4927             consts::PI * (self.radius * self.radius)
4928         }
4929     }
4930 }
4931
4932 fn main() {
4933     let c = shapes::Circle {
4934         x: 0.0f64,
4935         y: 0.0f64,
4936         radius: 1.0f64,
4937     };
4938
4939     println!("{}", c.area());
4940 }
4941 ```
4942
4943 Now that we've moved the structs and traits into their own module, we get an
4944 error:
4945
4946 ```{notrust,ignore}
4947 error: type `shapes::Circle` does not implement any method in scope named `area`
4948 ```
4949
4950 If we add a `use` line right above `main` and make the right things public,
4951 everything is fine:
4952
4953 ```{rust}
4954 use shapes::HasArea;
4955
4956 mod shapes {
4957     use std::f64::consts;
4958
4959     pub trait HasArea {
4960         fn area(&self) -> f64;
4961     }
4962
4963     pub struct Circle {
4964         pub x: f64,
4965         pub y: f64,
4966         pub radius: f64,
4967     }
4968
4969     impl HasArea for Circle {
4970         fn area(&self) -> f64 {
4971             consts::PI * (self.radius * self.radius)
4972         }
4973     }
4974 }
4975
4976
4977 fn main() {
4978     let c = shapes::Circle {
4979         x: 0.0f64,
4980         y: 0.0f64,
4981         radius: 1.0f64,
4982     };
4983
4984     println!("{}", c.area());
4985 }
4986 ```
4987
4988 This means that even if someone does something bad like add methods to `int`,
4989 it won't affect you, unless you `use` that trait.
4990
4991 There's one more restriction on implementing traits. Either the trait or the
4992 type you're writing the `impl` for must be inside your crate. So, we could
4993 implement the `HasArea` type for `int`, because `HasArea` is in our crate.  But
4994 if we tried to implement `Float`, a trait provided by Rust, for `int`, we could
4995 not, because both the trait and the type aren't in our crate.
4996
4997 One last thing about traits: generic functions with a trait bound use
4998 **monomorphization** ("mono": one, "morph": form), so they are statically
4999 dispatched. What's that mean? Well, let's take a look at `print_area` again:
5000
5001 ```{rust,ignore}
5002 fn print_area<T: HasArea>(shape: T) {
5003     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
5004 }
5005
5006 fn main() {
5007     let c = Circle { ... };
5008
5009     let s = Square { ... };
5010
5011     print_area(c);
5012     print_area(s);
5013 }
5014 ```
5015
5016 When we use this trait with `Circle` and `Square`, Rust ends up generating
5017 two different functions with the concrete type, and replacing the call sites with
5018 calls to the concrete implementations. In other words, you get something like
5019 this:
5020
5021 ```{rust,ignore}
5022 fn __print_area_circle(shape: Circle) {
5023     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
5024 }
5025
5026 fn __print_area_square(shape: Square) {
5027     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
5028 }
5029
5030 fn main() {
5031     let c = Circle { ... };
5032
5033     let s = Square { ... };
5034
5035     __print_area_circle(c);
5036     __print_area_square(s);
5037 }
5038 ```
5039
5040 The names don't actually change to this, it's just for illustration. But
5041 as you can see, there's no overhead of deciding which version to call here,
5042 hence 'statically dispatched.' The downside is that we have two copies of
5043 the same function, so our binary is a little bit larger.
5044
5045 # Tasks
5046
5047 Concurrency and parallelism are topics that are of increasing interest to a
5048 broad subsection of software developers. Modern computers are often multi-core,
5049 to the point that even embedded devices like cell phones have more than one
5050 processor. Rust's semantics lend themselves very nicely to solving a number of
5051 issues that programmers have with concurrency. Many concurrency errors that are
5052 runtime errors in other languages are compile-time errors in Rust.
5053
5054 Rust's concurrency primitive is called a **task**. Tasks are lightweight, and
5055 do not share memory in an unsafe manner, preferring message passing to
5056 communicate.  It's worth noting that tasks are implemented as a library, and
5057 not part of the language.  This means that in the future, other concurrency
5058 libraries can be written for Rust to help in specific scenarios.  Here's an
5059 example of creating a task:
5060
5061 ```{rust}
5062 spawn(proc() {
5063     println!("Hello from a task!");
5064 });
5065 ```
5066
5067 The `spawn` function takes a proc as an argument, and runs that proc in a new
5068 task. A proc takes ownership of its entire environment, and so any variables
5069 that you use inside the proc will not be usable afterward:
5070
5071 ```{rust,ignore}
5072 let mut x = vec![1i, 2i, 3i];
5073
5074 spawn(proc() {
5075     println!("The value of x[0] is: {}", x[0]);
5076 });
5077
5078 println!("The value of x[0] is: {}", x[0]); // error: use of moved value: `x`
5079 ```
5080
5081 `x` is now owned by the proc, and so we can't use it anymore. Many other
5082 languages would let us do this, but it's not safe to do so. Rust's borrow
5083 checker catches the error.
5084
5085 If tasks were only able to capture these values, they wouldn't be very useful.
5086 Luckily, tasks can communicate with each other through **channel**s. Channels
5087 work like this:
5088
5089 ```{rust}
5090 let (tx, rx) = channel();
5091
5092 spawn(proc() {
5093     tx.send("Hello from a task!".to_string());
5094 });
5095
5096 let message = rx.recv();
5097 println!("{}", message);
5098 ```
5099
5100 The `channel()` function returns two endpoints: a `Receiver<T>` and a
5101 `Sender<T>`. You can use the `.send()` method on the `Sender<T>` end, and
5102 receive the message on the `Receiver<T>` side with the `recv()` method.  This
5103 method blocks until it gets a message. There's a similar method, `.try_recv()`,
5104 which returns an `Result<T, TryRecvError>` and does not block.
5105
5106 If you want to send messages to the task as well, create two channels!
5107
5108 ```{rust}
5109 let (tx1, rx1) = channel();
5110 let (tx2, rx2) = channel();
5111
5112 spawn(proc() {
5113     tx1.send("Hello from a task!".to_string());
5114     let message = rx2.recv();
5115     println!("{}", message);
5116 });
5117
5118 let message = rx1.recv();
5119 println!("{}", message);
5120
5121 tx2.send("Goodbye from main!".to_string());
5122 ```
5123
5124 The proc has one sending end and one receiving end, and the main task has one
5125 of each as well. Now they can talk back and forth in whatever way they wish.
5126
5127 Notice as well that because `Sender` and `Receiver` are generic, while you can
5128 pass any kind of information through the channel, the ends are strongly typed.
5129 If you try to pass a string, and then an integer, Rust will complain.
5130
5131 ## Futures
5132
5133 With these basic primitives, many different concurrency patterns can be
5134 developed. Rust includes some of these types in its standard library. For
5135 example, if you wish to compute some value in the background, `Future` is
5136 a useful thing to use:
5137
5138 ```{rust}
5139 use std::sync::Future;
5140
5141 let mut delayed_value = Future::spawn(proc() {
5142     // just return anything for examples' sake
5143
5144     12345i
5145 });
5146 println!("value = {}", delayed_value.get());
5147 ```
5148
5149 Calling `Future::spawn` works just like `spawn()`: it takes a proc. In this
5150 case, though, you don't need to mess with the channel: just have the proc
5151 return the value.
5152
5153 `Future::spawn` will return a value which we can bind with `let`. It needs
5154 to be mutable, because once the value is computed, it saves a copy of the
5155 value, and if it were immutable, it couldn't update itself.
5156
5157 The proc will go on processing in the background, and when we need the final
5158 value, we can call `get()` on it. This will block until the result is done,
5159 but if it's finished computing in the background, we'll just get the value
5160 immediately.
5161
5162 ## Success and failure
5163
5164 Tasks don't always succeed, they can also fail. A task that wishes to fail
5165 can call the `fail!` macro, passing a message:
5166
5167 ```{rust}
5168 spawn(proc() {
5169     fail!("Nope.");
5170 });
5171 ```
5172
5173 If a task fails, it is not possible for it to recover. However, it can
5174 notify other tasks that it has failed. We can do this with `task::try`:
5175
5176 ```{rust}
5177 use std::task;
5178 use std::rand;
5179
5180 let result = task::try(proc() {
5181     if rand::random() {
5182         println!("OK");
5183     } else {
5184         fail!("oops!");
5185     }
5186 });
5187 ```
5188
5189 This task will randomly fail or succeed. `task::try` returns a `Result`
5190 type, so we can handle the response like any other computation that may
5191 fail.
5192
5193 # Macros
5194
5195 One of Rust's most advanced features is its system of **macro**s. While
5196 functions allow you to provide abstractions over values and operations, macros
5197 allow you to provide abstractions over syntax. Do you wish Rust had the ability
5198 to do something that it can't currently do? You may be able to write a macro
5199 to extend Rust's capabilities.
5200
5201 You've already used one macro extensively: `println!`. When we invoke
5202 a Rust macro, we need to use the exclamation mark (`!`). There's two reasons
5203 that this is true: the first is that it makes it clear when you're using a
5204 macro. The second is that macros allow for flexible syntax, and so Rust must
5205 be able to tell where a macro starts and ends. The `!(...)` helps with this.
5206
5207 Let's talk some more about `println!`. We could have implemented `println!` as
5208 a function, but it would be worse. Why? Well, what macros allow you to do
5209 is write code that generates more code. So when we call `println!` like this:
5210
5211 ```{rust}
5212 let x = 5i;
5213 println!("x is: {}", x);
5214 ```
5215
5216 The `println!` macro does a few things:
5217
5218 1. It parses the string to find any `{}`s
5219 2. It checks that the number of `{}`s matches the number of other arguments.
5220 3. It generates a bunch of Rust code, taking this in mind.
5221
5222 What this means is that you get type checking at compile time, because
5223 Rust will generate code that takes all of the types into account. If
5224 `println!` was a function, it could still do this type checking, but it
5225 would happen at run time rather than compile time.
5226
5227 We can check this out using a special flag to `rustc`. This code, in a file
5228 `print.rs`:
5229
5230 ```{rust}
5231 fn main() {
5232     let x = 5i;
5233     println!("x is: {}", x);
5234 }
5235 ```
5236
5237 Can have its macros expanded like this: `rustc print.rs --pretty=expanded`, will
5238 give us this huge result:
5239
5240 ```{rust,ignore}
5241 #![feature(phase)]
5242 #![no_std]
5243 #![feature(globs)]
5244 #[phase(plugin, link)]
5245 extern crate "std" as std;
5246 extern crate "native" as rt;
5247 #[prelude_import]
5248 use std::prelude::*;
5249 fn main() {
5250     let x = 5i;
5251     match (&x,) {
5252         (__arg0,) => {
5253             #[inline]
5254             #[allow(dead_code)]
5255             static __STATIC_FMTSTR: [&'static str, ..1u] = ["x is: "];
5256             let __args_vec =
5257                 &[::std::fmt::argument(::std::fmt::secret_show, __arg0)];
5258             let __args =
5259                 unsafe {
5260                     ::std::fmt::Arguments::new(__STATIC_FMTSTR, __args_vec)
5261                 };
5262             ::std::io::stdio::println_args(&__args)
5263         }
5264     };
5265 }
5266 ```
5267
5268 Whew! This isn't too terrible. You can see that we still `let x = 5i`,
5269 but then things get a little bit hairy. Three more bindings get set: a
5270 static format string, an argument vector, and the arguments. We then
5271 invoke the `println_args` function with the generated arguments.
5272
5273 This is the code that Rust actually compiles. You can see all of the extra
5274 information that's here. We get all of the type safety and options that it
5275 provides, but at compile time, and without needing to type all of this out.
5276 This is how macros are powerful. Without them, you would need to type all of
5277 this by hand to get a type checked `println`.
5278
5279 For more on macros, please consult [the Macros Guide](guide-macros.html).
5280 Macros are a very advanced and still slightly experimental feature, but don't
5281 require a deep understanding to call, since they look just like functions. The
5282 Guide can help you if you want to write your own.
5283
5284 # Unsafe
5285
5286 Finally, there's one more Rust concept that you should be aware of: `unsafe`.
5287 There are two circumstances where Rust's safety provisions don't work well.
5288 The first is when interfacing with C code, and the second is when building
5289 certain kinds of abstractions.
5290
5291 Rust has support for FFI (which you can read about in the [FFI
5292 Guide](guide-ffi.html)), but can't guarantee that the C code will be safe.
5293 Therefore, Rust marks such functions with the `unsafe`
5294 keyword, which indicates that the function may not behave properly.
5295
5296 Second, if you'd like to create some sort of shared-memory data structure, Rust
5297 won't allow it, because memory must be owned by a single owner. However, if
5298 you're planning on making access to that shared memory safe, such as with a
5299 mutex, _you_ know that it's safe, but Rust can't know. Writing an `unsafe`
5300 block allows you to ask the compiler to trust you. In this case, the _internal_
5301 implementation of the mutex is considered unsafe, but the _external_ interface
5302 we present is safe. This allows it to be effectively used in normal Rust, while
5303 being able to implement functionality that the compiler can't double check for
5304 us.
5305
5306 Doesn't an escape hatch undermine the safety of the entire system? Well, if
5307 Rust code segfaults, it _must_ be because of unsafe code somewhere. By
5308 annotating exactly where that is, you have a significantly smaller area to
5309 search.
5310
5311 We haven't even talked about any examples here, and that's because I want to
5312 emphasize that you should not be writing unsafe code unless you know exactly
5313 what you're doing. The vast majority of Rust developers will only interact with
5314 it when doing FFI, and advanced library authors may use it to build certain
5315 kinds of abstraction.
5316
5317 # Conclusion
5318
5319 We covered a lot of ground here. When you've mastered everything in this Guide,
5320 you will have a firm grasp of basic Rust development. There's a whole lot more
5321 out there, we've just covered the surface. There's tons of topics that you can
5322 dig deeper into, and we've built specialized guides for many of them. To learn
5323 more, dig into the [full documentation
5324 index](index.html).
5325
5326 Happy hacking!