]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/doc/guide.md
rollup merge of #17329 : alexcrichton/snapshots
[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-pre (443a1cd 2014-06-08 14:56:52 -0700)
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. One last thing
199 to mention: Rust's macros are significantly different than C macros, if you've
200 used those. Don't be scared of using macros. We'll get to the details
201 eventually, you'll just have to trust us for now.
202
203 Next, `"Hello, world!"` is a **string**. Strings are a surprisingly complicated
204 topic in a systems programming language, and this is a **statically allocated**
205 string. We will talk more about different kinds of allocation later. We pass
206 this string as an argument to `println!`, which prints the string to the
207 screen. Easy enough!
208
209 Finally, the line ends with a semicolon (`;`). Rust is an **expression
210 oriented** language, which means that most things are expressions. The `;` is
211 used to indicate that this expression is over, and the next one is ready to
212 begin. Most lines of Rust code end with a `;`. We will cover this in-depth
213 later in the guide.
214
215 Finally, actually **compiling** and **running** our program. We can compile
216 with our compiler, `rustc`, by passing it the name of our source file:
217
218 ```{bash}
219 $ rustc main.rs
220 ```
221
222 This is similar to `gcc` or `clang`, if you come from a C or C++ background. Rust
223 will output a binary executable. You can see it with `ls`:
224
225 ```{bash}
226 $ ls
227 main  main.rs
228 ```
229
230 Or on Windows:
231
232 ```{bash}
233 $ dir
234 main.exe  main.rs
235 ```
236
237 There are now two files: our source code, with the `.rs` extension, and the
238 executable (`main.exe` on Windows, `main` everywhere else)
239
240 ```{bash}
241 $ ./main  # or main.exe on Windows
242 ```
243
244 This prints out our `Hello, world!` text to our terminal.
245
246 If you come from a dynamically typed language like Ruby, Python, or JavaScript,
247 you may not be used to these two steps being separate. Rust is an
248 **ahead-of-time compiled language**, which means that you can compile a
249 program, give it to someone else, and they don't need to have Rust installed.
250 If you give someone a `.rb` or `.py` or `.js` file, they need to have
251 Ruby/Python/JavaScript installed, but you just need one command to both compile
252 and run your program. Everything is a tradeoff in language design, and Rust has
253 made its choice.
254
255 Congratulations! You have officially written a Rust program. That makes you a
256 Rust programmer! Welcome.
257
258 Next, I'd like to introduce you to another tool, Cargo, which is used to write
259 real-world Rust programs. Just using `rustc` is nice for simple things, but as
260 your project grows, you'll want something to help you manage all of the options
261 that it has, and to make it easy to share your code with other people and
262 projects.
263
264 # Hello, Cargo!
265
266 [Cargo](http://crates.io) is a tool that Rustaceans use to help manage their
267 Rust projects. Cargo is currently in an alpha state, just like Rust, and so it
268 is still a work in progress. However, it is already good enough to use for many
269 Rust projects, and so it is assumed that Rust projects will use Cargo from the
270 beginning.
271
272 Cargo manages three things: building your code, downloading the dependencies
273 your code needs, and building the dependencies your code needs.  At first, your
274 program doesn't have any dependencies, so we'll only be using the first part of
275 its functionality. Eventually, we'll add more. Since we started off by using
276 Cargo, it'll be easy to add later.
277
278 Let's convert Hello World to Cargo. The first thing we need to do to begin
279 using Cargo is to install Cargo. Luckily for us, the script we ran to install
280 Rust includes Cargo by default. If you installed Rust some other way, you may
281 want to [check the Cargo
282 README](https://github.com/rust-lang/cargo#installing-cargo-from-nightlies)
283 for specific instructions about installing it.
284
285 To Cargo-ify our project, we need to do two things: Make a `Cargo.toml`
286 configuration file, and put our source file in the right place. Let's
287 do that part first:
288
289 ```{bash}
290 $ mkdir src
291 $ mv main.rs src/main.rs
292 ```
293
294 Cargo expects your source files to live inside a `src` directory. That leaves
295 the top level for other things, like READMEs, license information, and anything
296 not related to your code. Cargo helps us keep our projects nice and tidy. A
297 place for everything, and everything in its place.
298
299 Next, our configuration file:
300
301 ```{bash}
302 $ editor Cargo.toml
303 ```
304
305 Make sure to get this name right: you need the capital `C`!
306
307 Put this inside:
308
309 ```{ignore}
310 [package]
311
312 name = "hello_world"
313 version = "0.0.1"
314 authors = [ "Your name <you@example.com>" ]
315
316 [[bin]]
317
318 name = "hello_world"
319 ```
320
321 This file is in the [TOML](https://github.com/toml-lang/toml) format. Let's let
322 it explain itself to you:
323
324 > TOML aims to be a minimal configuration file format that's easy to read due
325 > to obvious semantics. TOML is designed to map unambiguously to a hash table.
326 > TOML should be easy to parse into data structures in a wide variety of
327 > languages.
328
329 TOML is very similar to INI, but with some extra goodies.
330
331 Anyway, there are two **table**s in this file: `package` and `bin`. The first
332 tells Cargo metadata about your package. The second tells Cargo that we're
333 interested in building a binary, not a library (though we could do both!), as
334 well as what it is named.
335
336 Once you have this file in place, we should be ready to build! Try this:
337
338 ```{bash}
339 $ cargo build
340    Compiling hello_world v0.0.1 (file:///home/yourname/projects/hello_world)
341 $ ./target/hello_world
342 Hello, world!
343 ```
344
345 Bam! We build our project with `cargo build`, and run it with
346 `./target/hello_world`. This hasn't bought us a whole lot over our simple use
347 of `rustc`, but think about the future: when our project has more than one
348 file, we would need to call `rustc` twice, and pass it a bunch of options to
349 tell it to build everything together. With Cargo, as our project grows, we can
350 just `cargo build` and it'll work the right way.
351
352 You'll also notice that Cargo has created a new file: `Cargo.lock`.
353
354 ```{ignore,notrust}
355 [root]
356 name = "hello_world"
357 version = "0.0.1"
358 ```
359
360 This file is used by Cargo to keep track of dependencies in your application.
361 Right now, we don't have any, so it's a bit sparse. You won't ever need
362 to touch this file yourself, just let Cargo handle it.
363
364 That's it! We've successfully built `hello_world` with Cargo. Even though our
365 program is simple, it's using much of the real tooling that you'll use for the
366 rest of your Rust career.
367
368 Now that you've got the tools down, let's actually learn more about the Rust
369 language itself. These are the basics that will serve you well through the rest
370 of your time with Rust.
371
372 # Variable bindings
373
374 The first thing we'll learn about are 'variable bindings.' They look like this:
375
376 ```{rust}
377 let x = 5i;
378 ```
379
380 In many languages, this is called a 'variable.' But Rust's variable bindings
381 have a few tricks up their sleeves. Rust has a very powerful feature called
382 'pattern matching' that we'll get into detail with later, but the left
383 hand side of a `let` expression is a full pattern, not just a variable name.
384 This means we can do things like:
385
386 ```{rust}
387 let (x, y) = (1i, 2i);
388 ```
389
390 After this expression is evaluated, `x` will be one, and `y` will be two.
391 Patterns are really powerful, but this is about all we can do with them so far.
392 So let's just keep this in the back of our minds as we go forward.
393
394 By the way, in these examples, `i` indicates that the number is an integer.
395
396 Rust is a statically typed language, which means that we specify our types up
397 front. So why does our first example compile? Well, Rust has this thing called
398 "type inference." If it can figure out what the type of something is, Rust
399 doesn't require you to actually type it out.
400
401 We can add the type if we want to, though. Types come after a colon (`:`):
402
403 ```{rust}
404 let x: int = 5;
405 ```
406
407 If I asked you to read this out loud to the rest of the class, you'd say "`x`
408 is a binding with the type `int` and the value `five`."
409
410 By default, bindings are **immutable**. This code will not compile:
411
412 ```{ignore}
413 let x = 5i;
414 x = 10i;
415 ```
416
417 It will give you this error:
418
419 ```{ignore,notrust}
420 error: re-assignment of immutable variable `x`
421      x = 10i;
422      ^~~~~~~
423 ```
424
425 If you want a binding to be mutable, you can use `mut`:
426
427 ```{rust}
428 let mut x = 5i;
429 x = 10i;
430 ```
431
432 There is no single reason that bindings are immutable by default, but we can
433 think about it through one of Rust's primary focuses: safety. If you forget to
434 say `mut`, the compiler will catch it, and let you know that you have mutated
435 something you may not have cared to mutate. If bindings were mutable by
436 default, the compiler would not be able to tell you this. If you _did_ intend
437 mutation, then the solution is quite easy: add `mut`.
438
439 There are other good reasons to avoid mutable state when possible, but they're
440 out of the scope of this guide. In general, you can often avoid explicit
441 mutation, and so it is preferable in Rust. That said, sometimes, mutation is
442 what you need, so it's not verboten.
443
444 Let's get back to bindings. Rust variable bindings have one more aspect that
445 differs from other languages: bindings are required to be initialized with a
446 value before you're allowed to use them. If we try...
447
448 ```{ignore}
449 let x;
450 ```
451
452 ...we'll get an error:
453
454 ```{ignore}
455 src/main.rs:2:9: 2:10 error: cannot determine a type for this local variable: unconstrained type
456 src/main.rs:2     let x;
457                       ^
458 ```
459
460 Giving it a type will compile, though:
461
462 ```{ignore}
463 let x: int;
464 ```
465
466 Let's try it out. Change your `src/main.rs` file to look like this:
467
468 ```{rust}
469 fn main() {
470     let x: int;
471
472     println!("Hello world!");
473 }
474 ```
475
476 You can use `cargo build` on the command line to build it. You'll get a warning,
477 but it will still print "Hello, world!":
478
479 ```{ignore,notrust}
480    Compiling hello_world v0.0.1 (file:///home/you/projects/hello_world)
481 src/main.rs:2:9: 2:10 warning: unused variable: `x`, #[warn(unused_variable)] on by default
482 src/main.rs:2     let x: int;
483                              ^
484 ```
485
486 Rust warns us that we never use the variable binding, but since we never use it,
487 no harm, no foul. Things change if we try to actually use this `x`, however. Let's
488 do that. Change your program to look like this:
489
490 ```{rust,ignore}
491 fn main() {
492     let x: int;
493
494     println!("The value of x is: {}", x);
495 }
496 ```
497
498 And try to build it. You'll get an error:
499
500 ```{bash}
501 $ cargo build
502    Compiling hello_world v0.0.1 (file:///home/you/projects/hello_world)
503 src/main.rs:4:39: 4:40 error: use of possibly uninitialized variable: `x`
504 src/main.rs:4     println!("The value of x is: {}", x);
505                                                     ^
506 note: in expansion of format_args!
507 <std macros>:2:23: 2:77 note: expansion site
508 <std macros>:1:1: 3:2 note: in expansion of println!
509 src/main.rs:4:5: 4:42 note: expansion site
510 error: aborting due to previous error
511 Could not compile `hello_world`.
512 ```
513
514 Rust will not let us use a value that has not been initialized. Next, let's
515 talk about this stuff we've added to `println!`.
516
517 If you include two curly braces (`{}`, some call them moustaches...) in your
518 string to print, Rust will interpret this as a request to interpolate some sort
519 of value. **String interpolation** is a computer science term that means "stick
520 in the middle of a string." We add a comma, and then `x`, to indicate that we
521 want `x` to be the value we're interpolating. The comma is used to separate
522 arguments we pass to functions and macros, if you're passing more than one.
523
524 When you just use the curly braces, Rust will attempt to display the
525 value in a meaningful way by checking out its type. If you want to specify the
526 format in a more detailed manner, there are a [wide number of options
527 available](std/fmt/index.html). For now, we'll just stick to the default:
528 integers aren't very complicated to print.
529
530 # If
531
532 Rust's take on `if` is not particularly complex, but it's much more like the
533 `if` you'll find in a dynamically typed language than in a more traditional
534 systems language. So let's talk about it, to make sure you grasp the nuances.
535
536 `if` is a specific form of a more general concept, the 'branch.' The name comes
537 from a branch in a tree: a decision point, where depending on a choice,
538 multiple paths can be taken.
539
540 In the case of `if`, there is one choice that leads down two paths:
541
542 ```rust
543 let x = 5i;
544
545 if x == 5i {
546     println!("x is five!");
547 }
548 ```
549
550 If we changed the value of `x` to something else, this line would not print.
551 More specifically, if the expression after the `if` evaluates to `true`, then
552 the block is executed. If it's `false`, then it is not.
553
554 If you want something to happen in the `false` case, use an `else`:
555
556 ```{rust}
557 let x = 5i;
558
559 if x == 5i {
560     println!("x is five!");
561 } else {
562     println!("x is not five :(");
563 }
564 ```
565
566 This is all pretty standard. However, you can also do this:
567
568
569 ```{rust}
570 let x = 5i;
571
572 let y = if x == 5i {
573     10i
574 } else {
575     15i
576 };
577 ```
578
579 Which we can (and probably should) write like this:
580
581 ```{rust}
582 let x = 5i;
583
584 let y = if x == 5i { 10i } else { 15i };
585 ```
586
587 This reveals two interesting things about Rust: it is an expression-based
588 language, and semicolons are different than in other 'curly brace and
589 semicolon'-based languages. These two things are related.
590
591 ## Expressions vs. Statements
592
593 Rust is primarily an expression based language. There are only two kinds of
594 statements, and everything else is an expression.
595
596 So what's the difference? Expressions return a value, and statements do not.
597 In many languages, `if` is a statement, and therefore, `let x = if ...` would
598 make no sense. But in Rust, `if` is an expression, which means that it returns
599 a value. We can then use this value to initialize the binding.
600
601 Speaking of which, bindings are a kind of the first of Rust's two statements.
602 The proper name is a **declaration statement**. So far, `let` is the only kind
603 of declaration statement we've seen. Let's talk about that some more.
604
605 In some languages, variable bindings can be written as expressions, not just
606 statements. Like Ruby:
607
608 ```{ruby}
609 x = y = 5
610 ```
611
612 In Rust, however, using `let` to introduce a binding is _not_ an expression. The
613 following will produce a compile-time error:
614
615 ```{ignore}
616 let x = (let y = 5i); // expected identifier, found keyword `let`
617 ```
618
619 The compiler is telling us here that it was expecting to see the beginning of
620 an expression, and a `let` can only begin a statement, not an expression.
621
622 Note that assigning to an already-bound variable (e.g. `y = 5i`) is still an
623 expression, although its value is not particularly useful. Unlike C, where an
624 assignment evaluates to the assigned value (e.g. `5i` in the previous example),
625 in Rust the value of an assignment is the unit type `()` (which we'll cover later).
626
627 The second kind of statement in Rust is the **expression statement**. Its
628 purpose is to turn any expression into a statement. In practical terms, Rust's
629 grammar expects statements to follow other statements. This means that you use
630 semicolons to separate expressions from each other. This means that Rust
631 looks a lot like most other languages that require you to use semicolons
632 at the end of every line, and you will see semicolons at the end of almost
633 every line of Rust code you see.
634
635 What is this exception that makes us say 'almost?' You saw it already, in this
636 code:
637
638 ```{rust}
639 let x = 5i;
640
641 let y: int = if x == 5i { 10i } else { 15i };
642 ```
643
644 Note that I've added the type annotation to `y`, to specify explicitly that I
645 want `y` to be an integer.
646
647 This is not the same as this, which won't compile:
648
649 ```{ignore}
650 let x = 5i;
651
652 let y: int = if x == 5i { 10i; } else { 15i; };
653 ```
654
655 Note the semicolons after the 10 and 15. Rust will give us the following error:
656
657 ```{ignore,notrust}
658 error: mismatched types: expected `int` but found `()` (expected int but found ())
659 ```
660
661 We expected an integer, but we got `()`. `()` is pronounced 'unit', and is a
662 special type in Rust's type system. `()` is different than `null` in other
663 languages, because `()` is distinct from other types. For example, in C, `null`
664 is a valid value for a variable of type `int`. In Rust, `()` is _not_ a valid
665 value for a variable of type `int`. It's only a valid value for variables of
666 the type `()`, which aren't very useful. Remember how we said statements don't
667 return a value? Well, that's the purpose of unit in this case. The semicolon
668 turns any expression into a statement by throwing away its value and returning
669 unit 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 The last thing to say about tuples is that they are only equivalent if
918 the arity, types, and values are all identical.
919
920 ```rust
921 let x = (1i, 2i, 3i);
922 let y = (2i, 3i, 4i);
923
924 if x == y {
925     println!("yes");
926 } else {
927     println!("no");
928 }
929 ```
930
931 This will print `no`, as the values aren't equal.
932
933 One other use of tuples is to return multiple values from a function:
934
935 ```rust
936 fn next_two(x: int) -> (int, int) { (x + 1i, x + 2i) }
937
938 fn main() {
939     let (x, y) = next_two(5i);
940     println!("x, y = {}, {}", x, y);
941 }
942 ```
943
944 Even though Rust functions can only return one value, a tuple _is_ one value,
945 that happens to be made up of two. You can also see in this example how you
946 can destructure a pattern returned by a function, as well.
947
948 Tuples are a very simple data structure, and so are not often what you want.
949 Let's move on to their bigger sibling, structs.
950
951 ## Structs
952
953 A struct is another form of a 'record type,' just like a tuple. There's a
954 difference: structs give each element that they contain a name, called a
955 'field' or a 'member.' Check it out:
956
957 ```rust
958 struct Point {
959     x: int,
960     y: int,
961 }
962
963 fn main() {
964     let origin = Point { x: 0i, y:  0i };
965
966     println!("The origin is at ({}, {})", origin.x, origin.y);
967 }
968 ```
969
970 There's a lot going on here, so let's break it down. We declare a struct with
971 the `struct` keyword, and then with a name. By convention, structs begin with a
972 capital letter and are also camel cased: `PointInSpace`, not `Point_In_Space`.
973
974 We can create an instance of our struct via `let`, as usual, but we use a `key:
975 value` style syntax to set each field. The order doesn't need to be the same as
976 in the original declaration.
977
978 Finally, because fields have names, we can access the field through dot
979 notation: `origin.x`.
980
981 The values in structs are immutable, like other bindings in Rust. However, you
982 can use `mut` to make them mutable:
983
984 ```{rust}
985 struct Point {
986     x: int,
987     y: int,
988 }
989
990 fn main() {
991     let mut point = Point { x: 0i, y:  0i };
992
993     point.x = 5;
994
995     println!("The point is at ({}, {})", point.x, point.y);
996 }
997 ```
998
999 This will print `The point is at (5, 0)`.
1000
1001 ## Tuple Structs and Newtypes
1002
1003 Rust has another data type that's like a hybrid between a tuple and a struct,
1004 called a **tuple struct**. Tuple structs do have a name, but their fields
1005 don't:
1006
1007
1008 ```{rust}
1009 struct Color(int, int, int);
1010 struct Point(int, int, int);
1011 ```
1012
1013 These two will not be equal, even if they have the same values:
1014
1015 ```{rust,ignore}
1016 let black  = Color(0, 0, 0);
1017 let origin = Point(0, 0, 0);
1018 ```
1019
1020 It is almost always better to use a struct than a tuple struct. We would write
1021 `Color` and `Point` like this instead:
1022
1023 ```{rust}
1024 struct Color {
1025     red: int,
1026     blue: int,
1027     green: int,
1028 }
1029
1030 struct Point {
1031     x: int,
1032     y: int,
1033     z: int,
1034 }
1035 ```
1036
1037 Now, we have actual names, rather than positions. Good names are important,
1038 and with a struct, we have actual names.
1039
1040 There _is_ one case when a tuple struct is very useful, though, and that's a
1041 tuple struct with only one element. We call this a 'newtype,' because it lets
1042 you create a new type that's a synonym for another one:
1043
1044 ```{rust}
1045 struct Inches(int);
1046
1047 let length = Inches(10);
1048
1049 let Inches(integer_length) = length;
1050 println!("length is {} inches", integer_length);
1051 ```
1052
1053 As you can see here, you can extract the inner integer type through a
1054 destructuring `let`.
1055
1056 ## Enums
1057
1058 Finally, Rust has a "sum type", an **enum**. Enums are an incredibly useful
1059 feature of Rust, and are used throughout the standard library. This is an enum
1060 that is provided by the Rust standard library:
1061
1062 ```{rust}
1063 enum Ordering {
1064     Less,
1065     Equal,
1066     Greater,
1067 }
1068 ```
1069
1070 An `Ordering` can only be _one_ of `Less`, `Equal`, or `Greater` at any given
1071 time. Here's an example:
1072
1073 ```{rust}
1074 fn cmp(a: int, b: int) -> Ordering {
1075     if a < b { Less }
1076     else if a > b { Greater }
1077     else { Equal }
1078 }
1079
1080 fn main() {
1081     let x = 5i;
1082     let y = 10i;
1083
1084     let ordering = cmp(x, y);
1085
1086     if ordering == Less {
1087         println!("less");
1088     } else if ordering == Greater {
1089         println!("greater");
1090     } else if ordering == Equal {
1091         println!("equal");
1092     }
1093 }
1094 ```
1095
1096 `cmp` is a function that compares two things, and returns an `Ordering`. We
1097 return either `Less`, `Greater`, or `Equal`, depending on if the two values
1098 are greater, less, or equal.
1099
1100 The `ordering` variable has the type `Ordering`, and so contains one of the
1101 three values. We can then do a bunch of `if`/`else` comparisons to check
1102 which one it is.
1103
1104 However, repeated `if`/`else` comparisons get quite tedious. Rust has a feature
1105 that not only makes them nicer to read, but also makes sure that you never
1106 miss a case. Before we get to that, though, let's talk about another kind of
1107 enum: one with values.
1108
1109 This enum has two variants, one of which has a value:
1110
1111 ```{rust}
1112 enum OptionalInt {
1113     Value(int),
1114     Missing,
1115 }
1116
1117 fn main() {
1118     let x = Value(5);
1119     let y = Missing;
1120
1121     match x {
1122         Value(n) => println!("x is {:d}", n),
1123         Missing  => println!("x is missing!"),
1124     }
1125
1126     match y {
1127         Value(n) => println!("y is {:d}", n),
1128         Missing  => println!("y is missing!"),
1129     }
1130 }
1131 ```
1132
1133 This enum represents an `int` that we may or may not have. In the `Missing`
1134 case, we have no value, but in the `Value` case, we do. This enum is specific
1135 to `int`s, though. We can make it usable by any type, but we haven't quite
1136 gotten there yet!
1137
1138 You can have any number of values in an enum:
1139
1140 ```{rust}
1141 enum OptionalColor {
1142     Color(int, int, int),
1143     Missing
1144 }
1145 ```
1146
1147 Enums with values are quite useful, but as I mentioned, they're even more
1148 useful when they're generic across types. But before we get to generics, let's
1149 talk about how to fix this big `if`/`else` statements we've been writing. We'll
1150 do that with `match`.
1151
1152 # Match
1153
1154 Often, a simple `if`/`else` isn't enough, because you have more than two
1155 possible options. And `else` conditions can get incredibly complicated. So
1156 what's the solution?
1157
1158 Rust has a keyword, `match`, that allows you to replace complicated `if`/`else`
1159 groupings with something more powerful. Check it out:
1160
1161 ```{rust}
1162 let x = 5i;
1163
1164 match x {
1165     1 => println!("one"),
1166     2 => println!("two"),
1167     3 => println!("three"),
1168     4 => println!("four"),
1169     5 => println!("five"),
1170     _ => println!("something else"),
1171 }
1172 ```
1173
1174 `match` takes an expression, and then branches based on its value. Each 'arm' of
1175 the branch is of the form `val => expression`. When the value matches, that arm's
1176 expression will be evaluated. It's called `match` because of the term 'pattern
1177 matching,' which `match` is an implementation of.
1178
1179 So what's the big advantage here? Well, there are a few. First of all, `match`
1180 does 'exhaustiveness checking.' Do you see that last arm, the one with the
1181 underscore (`_`)? If we remove that arm, Rust will give us an error:
1182
1183 ```{ignore,notrust}
1184 error: non-exhaustive patterns: `_` not covered
1185 ```
1186
1187 In other words, Rust is trying to tell us we forgot a value. Because `x` is an
1188 integer, Rust knows that it can have a number of different values. For example,
1189 `6i`. But without the `_`, there is no arm that could match, and so Rust refuses
1190 to compile. `_` is sort of like a catch-all arm. If none of the other arms match,
1191 the arm with `_` will. And since we have this catch-all arm, we now have an arm
1192 for every possible value of `x`, and so our program will now compile.
1193
1194 `match` statements also destructure enums, as well. Remember this code from the
1195 section on enums?
1196
1197 ```{rust}
1198 fn cmp(a: int, b: int) -> Ordering {
1199     if a < b { Less }
1200     else if a > b { Greater }
1201     else { Equal }
1202 }
1203
1204 fn main() {
1205     let x = 5i;
1206     let y = 10i;
1207
1208     let ordering = cmp(x, y);
1209
1210     if ordering == Less {
1211         println!("less");
1212     } else if ordering == Greater {
1213         println!("greater");
1214     } else if ordering == Equal {
1215         println!("equal");
1216     }
1217 }
1218 ```
1219
1220 We can re-write this as a `match`:
1221
1222 ```{rust}
1223 fn cmp(a: int, b: int) -> Ordering {
1224     if a < b { Less }
1225     else if a > b { Greater }
1226     else { Equal }
1227 }
1228
1229 fn main() {
1230     let x = 5i;
1231     let y = 10i;
1232
1233     match cmp(x, y) {
1234         Less    => println!("less"),
1235         Greater => println!("greater"),
1236         Equal   => println!("equal"),
1237     }
1238 }
1239 ```
1240
1241 This version has way less noise, and it also checks exhaustively to make sure
1242 that we have covered all possible variants of `Ordering`. With our `if`/`else`
1243 version, if we had forgotten the `Greater` case, for example, our program would
1244 have happily compiled. If we forget in the `match`, it will not. Rust helps us
1245 make sure to cover all of our bases.
1246
1247 `match` is also an expression, which means we can use it on the right hand side
1248 of a `let` binding. We could also implement the previous line like this:
1249
1250 ```{rust}
1251 fn cmp(a: int, b: int) -> Ordering {
1252     if a < b { Less }
1253     else if a > b { Greater }
1254     else { Equal }
1255 }
1256
1257 fn main() {
1258     let x = 5i;
1259     let y = 10i;
1260
1261     let result = match cmp(x, y) {
1262         Less    => "less",
1263         Greater => "greater",
1264         Equal   => "equal",
1265     };
1266
1267     println!("{}", result);
1268 }
1269 ```
1270
1271 In this case, it doesn't make a lot of sense, as we are just making a temporary
1272 string where we don't need to, but sometimes, it's a nice pattern.
1273
1274 # Looping
1275
1276 Looping is the last basic construct that we haven't learned yet in Rust. Rust has
1277 two main looping constructs: `for` and `while`.
1278
1279 ## `for`
1280
1281 The `for` loop is used to loop a particular number of times. Rust's `for` loops
1282 work a bit differently than in other systems languages, however. Rust's `for`
1283 loop doesn't look like this "C style" `for` loop:
1284
1285 ```{c}
1286 for (x = 0; x < 10; x++) {
1287     printf( "%d\n", x );
1288 }
1289 ```
1290
1291 Instead, it looks like this:
1292
1293 ```{rust}
1294 for x in range(0i, 10i) {
1295     println!("{:d}", x);
1296 }
1297 ```
1298
1299 In slightly more abstract terms,
1300
1301 ```{ignore,notrust}
1302 for var in expression {
1303     code
1304 }
1305 ```
1306
1307 The expression is an iterator, which we will discuss in more depth later in the
1308 guide. The iterator gives back a series of elements. Each element is one
1309 iteration of the loop. That value is then bound to the name `var`, which is
1310 valid for the loop body. Once the body is over, the next value is fetched from
1311 the iterator, and we loop another time. When there are no more values, the
1312 `for` loop is over.
1313
1314 In our example, `range` is a function that takes a start and an end position,
1315 and gives an iterator over those values. The upper bound is exclusive, though,
1316 so our loop will print `0` through `9`, not `10`.
1317
1318 Rust does not have the "C style" `for` loop on purpose. Manually controlling
1319 each element of the loop is complicated and error prone, even for experienced C
1320 developers.
1321
1322 We'll talk more about `for` when we cover **iterator**s, later in the Guide.
1323
1324 ## `while`
1325
1326 The other kind of looping construct in Rust is the `while` loop. It looks like
1327 this:
1328
1329 ```{rust}
1330 let mut x = 5u;
1331 let mut done = false;
1332
1333 while !done {
1334     x += x - 3;
1335     println!("{}", x);
1336     if x % 5 == 0 { done = true; }
1337 }
1338 ```
1339
1340 `while` loops are the correct choice when you're not sure how many times
1341 you need to loop.
1342
1343 If you need an infinite loop, you may be tempted to write this:
1344
1345 ```{rust,ignore}
1346 while true {
1347 ```
1348
1349 Rust has a dedicated keyword, `loop`, to handle this case:
1350
1351 ```{rust,ignore}
1352 loop {
1353 ```
1354
1355 Rust's control-flow analysis treats this construct differently than a
1356 `while true`, since we know that it will always loop. The details of what
1357 that _means_ aren't super important to understand at this stage, but in
1358 general, the more information we can give to the compiler, the better it
1359 can do with safety and code generation. So you should always prefer
1360 `loop` when you plan to loop infinitely.
1361
1362 ## Ending iteration early
1363
1364 Let's take a look at that `while` loop we had earlier:
1365
1366 ```{rust}
1367 let mut x = 5u;
1368 let mut done = false;
1369
1370 while !done {
1371     x += x - 3;
1372     println!("{}", x);
1373     if x % 5 == 0 { done = true; }
1374 }
1375 ```
1376
1377 We had to keep a dedicated `mut` boolean variable binding, `done`, to know
1378 when we should skip out of the loop. Rust has two keywords to help us with
1379 modifying iteration: `break` and `continue`.
1380
1381 In this case, we can write the loop in a better way with `break`:
1382
1383 ```{rust}
1384 let mut x = 5u;
1385
1386 loop {
1387     x += x - 3;
1388     println!("{}", x);
1389     if x % 5 == 0 { break; }
1390 }
1391 ```
1392
1393 We now loop forever with `loop`, and use `break` to break out early.
1394
1395 `continue` is similar, but instead of ending the loop, goes to the next
1396 iteration: This will only print the odd numbers:
1397
1398 ```{rust}
1399 for x in range(0i, 10i) {
1400     if x % 2 == 0 { continue; }
1401
1402     println!("{:d}", x);
1403 }
1404 ```
1405
1406 Both `continue` and `break` are valid in both kinds of loops.
1407
1408 # Strings
1409
1410 Strings are an important concept for any programmer to master. Rust's string
1411 handling system is a bit different than in other languages, due to its systems
1412 focus. Any time you have a data structure of variable size, things can get
1413 tricky, and strings are a re-sizable data structure. That said, Rust's strings
1414 also work differently than in some other systems languages, such as C.
1415
1416 Let's dig into the details. A **string** is a sequence of unicode scalar values
1417 encoded as a stream of UTF-8 bytes. All strings are guaranteed to be
1418 validly-encoded UTF-8 sequences. Additionally, strings are not null-terminated
1419 and can contain null bytes.
1420
1421 Rust has two main types of strings: `&str` and `String`.
1422
1423 The first kind is a `&str`. This is pronounced a 'string slice.' String literals
1424 are of the type `&str`:
1425
1426 ```{rust}
1427 let string = "Hello there.";
1428 ```
1429
1430 This string is statically allocated, meaning that it's saved inside our
1431 compiled program, and exists for the entire duration it runs. The `string`
1432 binding is a reference to this statically allocated string. String slices
1433 have a fixed size, and cannot be mutated.
1434
1435 A `String`, on the other hand, is an in-memory string.  This string is
1436 growable, and is also guaranteed to be UTF-8.
1437
1438 ```{rust}
1439 let mut s = "Hello".to_string();
1440 println!("{}", s);
1441
1442 s.push_str(", world.");
1443 println!("{}", s);
1444 ```
1445
1446 You can coerce a `String` into a `&str` with the `as_slice()` method:
1447
1448 ```{rust}
1449 fn takes_slice(slice: &str) {
1450     println!("Got: {}", slice);
1451 }
1452
1453 fn main() {
1454     let s = "Hello".to_string();
1455     takes_slice(s.as_slice());
1456 }
1457 ```
1458
1459 To compare a String to a constant string, prefer `as_slice()`...
1460
1461 ```{rust}
1462 fn compare(string: String) {
1463     if string.as_slice() == "Hello" {
1464         println!("yes");
1465     }
1466 }
1467 ```
1468
1469 ... over `to_string()`:
1470
1471 ```{rust}
1472 fn compare(string: String) {
1473     if string == "Hello".to_string() {
1474         println!("yes");
1475     }
1476 }
1477 ```
1478
1479 Converting a `String` to a `&str` is cheap, but converting the `&str` to a
1480 `String` involves allocating memory. No reason to do that unless you have to!
1481
1482 That's the basics of strings in Rust! They're probably a bit more complicated
1483 than you are used to, if you come from a scripting language, but when the
1484 low-level details matter, they really matter. Just remember that `String`s
1485 allocate memory and control their data, while `&str`s are a reference to
1486 another string, and you'll be all set.
1487
1488 # Vectors
1489
1490 Like many programming languages, Rust has a list type for when you want a list
1491 of things. But similar to strings, Rust has different types to represent this
1492 idea: `Vec<T>` (a 'vector'), `[T, .. N]` (an 'array'), and `&[T]` (a 'slice').
1493 Whew!
1494
1495 Vectors are similar to `String`s: they have a dynamic length, and they
1496 allocate enough memory to fit. You can create a vector with the `vec!` macro:
1497
1498 ```{rust}
1499 let nums = vec![1i, 2i, 3i];
1500 ```
1501
1502 Notice that unlike the `println!` macro we've used in the past, we use square
1503 brackets (`[]`) with `vec!`. Rust allows you to use either in either situation,
1504 this is just convention.
1505
1506 You can create an array with just square brackets:
1507
1508 ```{rust}
1509 let nums = [1i, 2i, 3i];
1510 ```
1511
1512 So what's the difference? An array has a fixed size, so you can't add or
1513 subtract elements:
1514
1515 ```{rust,ignore}
1516 let mut nums = vec![1i, 2i, 3i];
1517 nums.push(4i); // works
1518
1519 let mut nums = [1i, 2i, 3i];
1520 nums.push(4i); //  error: type `[int, .. 3]` does not implement any method
1521                // in scope named `push`
1522 ```
1523
1524 The `push()` method lets you append a value to the end of the vector. But
1525 since arrays have fixed sizes, adding an element doesn't make any sense.
1526 You can see how it has the exact type in the error message: `[int, .. 3]`.
1527 An array of `int`s, with length 3.
1528
1529 Similar to `&str`, a slice is a reference to another array. We can get a
1530 slice from a vector by using the `as_slice()` method:
1531
1532 ```{rust}
1533 let vec = vec![1i, 2i, 3i];
1534 let slice = vec.as_slice();
1535 ```
1536
1537 All three types implement an `iter()` method, which returns an iterator. We'll
1538 talk more about the details of iterators later, but for now, the `iter()` method
1539 allows you to write a `for` loop that prints out the contents of a vector, array,
1540 or slice:
1541
1542 ```{rust}
1543 let vec = vec![1i, 2i, 3i];
1544
1545 for i in vec.iter() {
1546     println!("{}", i);
1547 }
1548 ```
1549
1550 This code will print each number in order, on its own line.
1551
1552 You can access a particular element of a vector, array, or slice by using
1553 **subscript notation**:
1554
1555 ```{rust}
1556 let names = ["Graydon", "Brian", "Niko"];
1557
1558 println!("The second name is: {}", names[1]);
1559 ```
1560
1561 These subscripts start at zero, like in most programming languages, so the
1562 first name is `names[0]` and the second name is `names[1]`. The above example
1563 prints `The second name is Brian`.
1564
1565 There's a whole lot more to vectors, but that's enough to get started. We have
1566 now learned all of the most basic Rust concepts. We're ready to start building
1567 our guessing game, but we need to know how to do one last thing first: get
1568 input from the keyboard. You can't have a guessing game without the ability to
1569 guess!
1570
1571 # Standard Input
1572
1573 Getting input from the keyboard is pretty easy, but uses some things
1574 we haven't seen before. Here's a simple program that reads some input,
1575 and then prints it back out:
1576
1577 ```{rust,ignore}
1578 use std::io;
1579
1580 fn main() {
1581     println!("Type something!");
1582
1583     let input = std::io::stdin().read_line().ok().expect("Failed to read line");
1584
1585     println!("{}", input);
1586 }
1587 ```
1588
1589 Let's go over these chunks, one by one:
1590
1591 ```{rust,ignore}
1592 std::io::stdin();
1593 ```
1594
1595 This calls a function, `stdin()`, that lives inside the `std::io` module. As
1596 you can imagine, everything in `std` is provided by Rust, the 'standard
1597 library.' We'll talk more about the module system later.
1598
1599 Since writing the fully qualified name all the time is annoying, we can use
1600 the `use` statement to import it in:
1601
1602 ```{rust}
1603 use std::io::stdin;
1604
1605 stdin();
1606 ```
1607
1608 However, it's considered better practice to not import individual functions, but
1609 to import the module, and only use one level of qualification:
1610
1611 ```{rust}
1612 use std::io;
1613
1614 io::stdin();
1615 ```
1616
1617 Let's update our example to use this style:
1618
1619 ```{rust,ignore}
1620 use std::io;
1621
1622 fn main() {
1623     println!("Type something!");
1624
1625     let input = io::stdin().read_line().ok().expect("Failed to read line");
1626
1627     println!("{}", input);
1628 }
1629 ```
1630
1631 Next up:
1632
1633 ```{rust,ignore}
1634 .read_line()
1635 ```
1636
1637 The `read_line()` method can be called on the result of `stdin()` to return
1638 a full line of input. Nice and easy.
1639
1640 ```{rust,ignore}
1641 .ok().expect("Failed to read line");
1642 ```
1643
1644 Do you remember this code?
1645
1646 ```{rust}
1647 enum OptionalInt {
1648     Value(int),
1649     Missing,
1650 }
1651
1652 fn main() {
1653     let x = Value(5);
1654     let y = Missing;
1655
1656     match x {
1657         Value(n) => println!("x is {:d}", n),
1658         Missing  => println!("x is missing!"),
1659     }
1660
1661     match y {
1662         Value(n) => println!("y is {:d}", n),
1663         Missing  => println!("y is missing!"),
1664     }
1665 }
1666 ```
1667
1668 We had to match each time, to see if we had a value or not. In this case,
1669 though, we _know_ that `x` has a `Value`. But `match` forces us to handle
1670 the `missing` case. This is what we want 99% of the time, but sometimes, we
1671 know better than the compiler.
1672
1673 Likewise, `read_line()` does not return a line of input. It _might_ return a
1674 line of input. It might also fail to do so. This could happen if our program
1675 isn't running in a terminal, but as part of a cron job, or some other context
1676 where there's no standard input. Because of this, `read_line` returns a type
1677 very similar to our `OptionalInt`: an `IoResult<T>`. We haven't talked about
1678 `IoResult<T>` yet because it is the **generic** form of our `OptionalInt`.
1679 Until then, you can think of it as being the same thing, just for any type, not
1680 just `int`s.
1681
1682 Rust provides a method on these `IoResult<T>`s called `ok()`, which does the
1683 same thing as our `match` statement, but assuming that we have a valid value.
1684 If we don't, it will terminate our program. In this case, if we can't get
1685 input, our program doesn't work, so we're okay with that. In most cases, we
1686 would want to handle the error case explicitly. The result of `ok()` has a
1687 method, `expect()`, which allows us to give an error message if this crash
1688 happens.
1689
1690 We will cover the exact details of how all of this works later in the Guide.
1691 For now, this gives you enough of a basic understanding to work with.
1692
1693 Back to the code we were working on! Here's a refresher:
1694
1695 ```{rust,ignore}
1696 use std::io;
1697
1698 fn main() {
1699     println!("Type something!");
1700
1701     let input = io::stdin().read_line().ok().expect("Failed to read line");
1702
1703     println!("{}", input);
1704 }
1705 ```
1706
1707 With long lines like this, Rust gives you some flexibility with the whitespace.
1708 We _could_ write the example like this:
1709
1710 ```{rust,ignore}
1711 use std::io;
1712
1713 fn main() {
1714     println!("Type something!");
1715
1716     let input = io::stdin()
1717                   .read_line()
1718                   .ok()
1719                   .expect("Failed to read line");
1720
1721     println!("{}", input);
1722 }
1723 ```
1724
1725 Sometimes, this makes things more readable. Sometimes, less. Use your judgment
1726 here.
1727
1728 That's all you need to get basic input from the standard input! It's not too
1729 complicated, but there are a number of small parts.
1730
1731 # Guessing Game
1732
1733 Okay! We've got the basics of Rust down. Let's write a bigger program.
1734
1735 For our first project, we'll implement a classic beginner programming problem:
1736 the guessing game. Here's how it works: Our program will generate a random
1737 integer between one and a hundred. It will then prompt us to enter a guess.
1738 Upon entering our guess, it will tell us if we're too low or too high. Once we
1739 guess correctly, it will congratulate us, and print the number of guesses we've
1740 taken to the screen. Sound good?
1741
1742 ## Set up
1743
1744 Let's set up a new project. Go to your projects directory. Remember how we
1745 had to create our directory structure and a `Cargo.toml` for `hello_world`? Cargo
1746 has a command that does that for us. Let's give it a shot:
1747
1748 ```{bash}
1749 $ cd ~/projects
1750 $ cargo new guessing_game --bin
1751 $ cd guessing_game
1752 ```
1753
1754 We pass the name of our project to `cargo new`, and then the `--bin` flag,
1755 since we're making a binary, rather than a library.
1756
1757 Check out the generated `Cargo.toml`:
1758
1759 ```{ignore}
1760 [package]
1761
1762 name = "guessing_game"
1763 version = "0.0.1"
1764 authors = ["Your Name <you@example.com>"]
1765 ```
1766
1767 Cargo gets this information from your environment. If it's not correct, go ahead
1768 and fix that.
1769
1770 Finally, Cargo generated a hello, world for us. Check out `src/main.rs`:
1771
1772 ```{rust}
1773 fn main() {
1774     println!("Hello, world!");
1775 }
1776 ```
1777
1778 Let's try compiling what Cargo gave us:
1779
1780 ```{bash}
1781 $ cargo build
1782    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
1783 ```
1784
1785 Excellent! Open up your `src/main.rs` again. We'll be writing all of
1786 our code in this file. We'll talk about multiple-file projects later on in the
1787 guide.
1788
1789 Before we move on, let me show you one more Cargo command: `run`. `cargo run`
1790 is kind of like `cargo build`, but it also then runs the produced executable.
1791 Try it out:
1792
1793 ```{notrust,ignore}
1794 $ cargo run
1795    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
1796      Running `target/guessing_game`
1797 Hello, world!
1798 ```
1799
1800 Great! The `run` command comes in handy when you need to rapidly iterate on a project.
1801 Our game is just such a project, we need to quickly test each iteration before moving on to the next one.
1802
1803 ## Processing a Guess
1804
1805 Let's get to it! The first thing we need to do for our guessing game is
1806 allow our player to input a guess. Put this in your `src/main.rs`:
1807
1808 ```{rust,no_run}
1809 use std::io;
1810
1811 fn main() {
1812     println!("Guess the number!");
1813
1814     println!("Please input your guess.");
1815
1816     let input = io::stdin().read_line()
1817                            .ok()
1818                            .expect("Failed to read line");
1819
1820     println!("You guessed: {}", input);
1821 }
1822 ```
1823
1824 You've seen this code before, when we talked about standard input. We
1825 import the `std::io` module with `use`, and then our `main` function contains
1826 our program's logic. We print a little message announcing the game, ask the
1827 user to input a guess, get their input, and then print it out.
1828
1829 Because we talked about this in the section on standard I/O, I won't go into
1830 more details here. If you need a refresher, go re-read that section.
1831
1832 ## Generating a secret number
1833
1834 Next, we need to generate a secret number. To do that, we need to use Rust's
1835 random number generation, which we haven't talked about yet. Rust includes a
1836 bunch of interesting functions in its standard library. If you need a bit of
1837 code, it's possible that it's already been written for you! In this case,
1838 we do know that Rust has random number generation, but we don't know how to
1839 use it.
1840
1841 Enter the docs. Rust has a page specifically to document the standard library.
1842 You can find that page [here](std/index.html). There's a lot of information on
1843 that page, but the best part is the search bar. Right up at the top, there's
1844 a box that you can enter in a search term. The search is pretty primitive
1845 right now, but is getting better all the time. If you type 'random' in that
1846 box, the page will update to [this
1847 one](http://doc.rust-lang.org/std/index.html?search=random). The very first
1848 result is a link to
1849 [std::rand::random](http://doc.rust-lang.org/std/rand/fn.random.html). If we
1850 click on that result, we'll be taken to its documentation page.
1851
1852 This page shows us a few things: the type signature of the function, some
1853 explanatory text, and then an example. Let's modify our code to add in the
1854 `random` function:
1855
1856 ```{rust,ignore}
1857 use std::io;
1858 use std::rand;
1859
1860 fn main() {
1861     println!("Guess the number!");
1862
1863     let secret_number = (rand::random() % 100i) + 1i;
1864
1865     println!("The secret number is: {}", secret_number);
1866
1867     println!("Please input your guess.");
1868
1869     let input = io::stdin().read_line()
1870                            .ok()
1871                            .expect("Failed to read line");
1872
1873
1874     println!("You guessed: {}", input);
1875 }
1876 ```
1877
1878 The first thing we changed was to `use std::rand`, as the docs
1879 explained.  We then added in a `let` expression to create a variable binding
1880 named `secret_number`, and we printed out its result.
1881
1882 Also, you may wonder why we are using `%` on the result of `rand::random()`.
1883 This operator is called 'modulo', and it returns the remainder of a division.
1884 By taking the modulo of the result of `rand::random()`, we're limiting the
1885 values to be between 0 and 99. Then, we add one to the result, making it from 1
1886 to 100. Using modulo can give you a very, very small bias in the result, but
1887 for this example, it is not important.
1888
1889 Let's try to compile this using `cargo build`:
1890
1891 ```{notrust,no_run}
1892 $ cargo build
1893    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
1894 src/main.rs:7:26: 7:34 error: the type of this value must be known in this context
1895 src/main.rs:7     let secret_number = (rand::random() % 100i) + 1i;
1896                                        ^~~~~~~~
1897 error: aborting due to previous error
1898 ```
1899
1900 It didn't work! Rust says "the type of this value must be known in this
1901 context." What's up with that? Well, as it turns out, `rand::random()` can
1902 generate many kinds of random values, not just integers. And in this case, Rust
1903 isn't sure what kind of value `random()` should generate. So we have to help
1904 it. With number literals, we just add an `i` onto the end to tell Rust they're
1905 integers, but that does not work with functions. There's a different syntax,
1906 and it looks like this:
1907
1908 ```{rust,ignore}
1909 rand::random::<int>();
1910 ```
1911
1912 This says "please give me a random `int` value." We can change our code to use
1913 this hint...
1914
1915 ```{rust,no_run}
1916 use std::io;
1917 use std::rand;
1918
1919 fn main() {
1920     println!("Guess the number!");
1921
1922     let secret_number = (rand::random::<int>() % 100i) + 1i;
1923
1924     println!("The secret number is: {}", secret_number);
1925
1926     println!("Please input your guess.");
1927
1928     let input = io::stdin().read_line()
1929                            .ok()
1930                            .expect("Failed to read line");
1931
1932
1933     println!("You guessed: {}", input);
1934 }
1935 ```
1936
1937 Try running our new program a few times:
1938
1939 ```{notrust,ignore}
1940 $ cargo run
1941    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
1942      Running `target/guessing_game`
1943 Guess the number!
1944 The secret number is: 7
1945 Please input your guess.
1946 4
1947 You guessed: 4
1948 $ ./target/guessing_game
1949 Guess the number!
1950 The secret number is: 83
1951 Please input your guess.
1952 5
1953 You guessed: 5
1954 $ ./target/guessing_game
1955 Guess the number!
1956 The secret number is: -29
1957 Please input your guess.
1958 42
1959 You guessed: 42
1960 ```
1961
1962 Wait. Negative 29? We wanted a number between one and a hundred! We have two
1963 options here: we can either ask `random()` to generate an unsigned integer, which
1964 can only be positive, or we can use the `abs()` function. Let's go with the
1965 unsigned integer approach. If we want a random positive number, we should ask for
1966 a random positive number. Our code looks like this now:
1967
1968 ```{rust,no_run}
1969 use std::io;
1970 use std::rand;
1971
1972 fn main() {
1973     println!("Guess the number!");
1974
1975     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
1976
1977     println!("The secret number is: {}", secret_number);
1978
1979     println!("Please input your guess.");
1980
1981     let input = io::stdin().read_line()
1982                            .ok()
1983                            .expect("Failed to read line");
1984
1985
1986     println!("You guessed: {}", input);
1987 }
1988 ```
1989
1990 And trying it out:
1991
1992 ```{notrust,ignore}
1993 $ cargo run
1994    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
1995      Running `target/guessing_game`
1996 Guess the number!
1997 The secret number is: 57
1998 Please input your guess.
1999 3
2000 You guessed: 3
2001 ```
2002
2003 Great! Next up: let's compare our guess to the secret guess.
2004
2005 ## Comparing guesses
2006
2007 If you remember, earlier in the guide, we made a `cmp` function that compared
2008 two numbers. Let's add that in, along with a `match` statement to compare the
2009 guess to the secret guess:
2010
2011 ```{rust,ignore}
2012 use std::io;
2013 use std::rand;
2014
2015 fn main() {
2016     println!("Guess the number!");
2017
2018     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2019
2020     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2021
2022     println!("Please input your guess.");
2023
2024     let input = io::stdin().read_line()
2025                            .ok()
2026                            .expect("Failed to read line");
2027
2028
2029     println!("You guessed: {}", input);
2030
2031     match cmp(input, secret_number) {
2032         Less    => println!("Too small!"),
2033         Greater => println!("Too big!"),
2034         Equal   => { println!("You win!"); },
2035     }
2036 }
2037
2038 fn cmp(a: int, b: int) -> Ordering {
2039     if a < b { Less }
2040     else if a > b { Greater }
2041     else { Equal }
2042 }
2043 ```
2044
2045 If we try to compile, we'll get some errors:
2046
2047 ```{notrust,ignore}
2048 $ cargo build
2049    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2050 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)
2051 src/main.rs:20     match cmp(input, secret_number) {
2052                              ^~~~~
2053 src/main.rs:20:22: 20:35 error: mismatched types: expected `int` but found `uint` (expected int but found uint)
2054 src/main.rs:20     match cmp(input, secret_number) {
2055                                     ^~~~~~~~~~~~~
2056 error: aborting due to 2 previous errors
2057 ```
2058
2059 This often happens when writing Rust programs, and is one of Rust's greatest
2060 strengths. You try out some code, see if it compiles, and Rust tells you that
2061 you've done something wrong. In this case, our `cmp` function works on integers,
2062 but we've given it unsigned integers. In this case, the fix is easy, because
2063 we wrote the `cmp` function! Let's change it to take `uint`s:
2064
2065 ```{rust,ignore}
2066 use std::io;
2067 use std::rand;
2068
2069 fn main() {
2070     println!("Guess the number!");
2071
2072     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2073
2074     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2075
2076     println!("Please input your guess.");
2077
2078     let input = io::stdin().read_line()
2079                            .ok()
2080                            .expect("Failed to read line");
2081
2082
2083     println!("You guessed: {}", input);
2084
2085     match cmp(input, secret_number) {
2086         Less    => println!("Too small!"),
2087         Greater => println!("Too big!"),
2088         Equal   => { println!("You win!"); },
2089     }
2090 }
2091
2092 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2093     if a < b { Less }
2094     else if a > b { Greater }
2095     else { Equal }
2096 }
2097 ```
2098
2099 And try compiling again:
2100
2101 ```{notrust,ignore}
2102 $ cargo build
2103    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2104 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)
2105 src/main.rs:20     match cmp(input, secret_number) {
2106                              ^~~~~
2107 error: aborting due to previous error
2108 ```
2109
2110 This error is similar to the last one: we expected to get a `uint`, but we got
2111 a `String` instead! That's because our `input` variable is coming from the
2112 standard input, and you can guess anything. Try it:
2113
2114 ```{notrust,ignore}
2115 $ ./target/guessing_game
2116 Guess the number!
2117 The secret number is: 73
2118 Please input your guess.
2119 hello
2120 You guessed: hello
2121 ```
2122
2123 Oops! Also, you'll note that we just ran our program even though it didn't compile.
2124 This works because the older version we did successfully compile was still lying
2125 around. Gotta be careful!
2126
2127 Anyway, we have a `String`, but we need a `uint`. What to do? Well, there's
2128 a function for that:
2129
2130 ```{rust,ignore}
2131 let input = io::stdin().read_line()
2132                        .ok()
2133                        .expect("Failed to read line");
2134 let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice());
2135 ```
2136
2137 The `from_str` function takes in a `&str` value and converts it into something.
2138 We tell it what kind of something with a type hint. Remember our type hint with
2139 `random()`? It looked like this:
2140
2141 ```{rust,ignore}
2142 rand::random::<uint>();
2143 ```
2144
2145 There's an alternate way of providing a hint too, and that's declaring the type
2146 in a `let`:
2147
2148 ```{rust,ignore}
2149 let x: uint = rand::random();
2150 ```
2151
2152 In this case, we say `x` is a `uint` explicitly, so Rust is able to properly
2153 tell `random()` what to generate. In a similar fashion, both of these work:
2154
2155 ```{rust,ignore}
2156 let input_num = from_str::<Option<uint>>("5");
2157 let input_num: Option<uint> = from_str("5");
2158 ```
2159
2160 In this case, I happen to prefer the latter, and in the `random()` case, I prefer
2161 the former. I think the nested `<>`s make the first option especially ugly and
2162 a bit harder to read.
2163
2164 Anyway, with us now converting our input to a number, our code looks like this:
2165
2166 ```{rust,ignore}
2167 use std::io;
2168 use std::rand;
2169
2170 fn main() {
2171     println!("Guess the number!");
2172
2173     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2174
2175     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2176
2177     println!("Please input your guess.");
2178
2179     let input = io::stdin().read_line()
2180                            .ok()
2181                            .expect("Failed to read line");
2182     let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice());
2183
2184
2185
2186     println!("You guessed: {}", input_num);
2187
2188     match cmp(input_num, secret_number) {
2189         Less    => println!("Too small!"),
2190         Greater => println!("Too big!"),
2191         Equal   => { println!("You win!"); },
2192     }
2193 }
2194
2195 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2196     if a < b { Less }
2197     else if a > b { Greater }
2198     else { Equal }
2199 }
2200 ```
2201
2202 Let's try it out!
2203
2204 ```{notrust,ignore}
2205 $ cargo build
2206    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2207 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)
2208 src/main.rs:22     match cmp(input_num, secret_number) {
2209                              ^~~~~~~~~
2210 error: aborting due to previous error
2211 ```
2212
2213 Oh yeah! Our `input_num` has the type `Option<uint>`, rather than `uint`. We
2214 need to unwrap the Option. If you remember from before, `match` is a great way
2215 to do that. Try this code:
2216
2217 ```{rust,no_run}
2218 use std::io;
2219 use std::rand;
2220
2221 fn main() {
2222     println!("Guess the number!");
2223
2224     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2225
2226     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2227
2228     println!("Please input your guess.");
2229
2230     let input = io::stdin().read_line()
2231                            .ok()
2232                            .expect("Failed to read line");
2233     let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice());
2234
2235     let num = match input_num {
2236         Some(num) => num,
2237         None      => {
2238             println!("Please input a number!");
2239             return;
2240         }
2241     };
2242
2243
2244     println!("You guessed: {}", num);
2245
2246     match cmp(num, secret_number) {
2247         Less    => println!("Too small!"),
2248         Greater => println!("Too big!"),
2249         Equal   => { println!("You win!"); },
2250     }
2251 }
2252
2253 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2254     if a < b { Less }
2255     else if a > b { Greater }
2256     else { Equal }
2257 }
2258 ```
2259
2260 We use a `match` to either give us the `uint` inside of the `Option`, or we
2261 print an error message and return. Let's give this a shot:
2262
2263 ```{notrust,ignore}
2264 $ cargo run
2265    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2266      Running `target/guessing_game`
2267 Guess the number!
2268 The secret number is: 17
2269 Please input your guess.
2270 5
2271 Please input a number!
2272 ```
2273
2274 Uh, what? But we did!
2275
2276 ... actually, we didn't. See, when you get a line of input from `stdin()`,
2277 you get all the input. Including the `\n` character from you pressing Enter.
2278 So, `from_str()` sees the string `"5\n"` and says "nope, that's not a number,
2279 there's non-number stuff in there!" Luckily for us, `&str`s have an easy
2280 method we can use defined on them: `trim()`. One small modification, and our
2281 code looks like this:
2282
2283 ```{rust,no_run}
2284 use std::io;
2285 use std::rand;
2286
2287 fn main() {
2288     println!("Guess the number!");
2289
2290     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2291
2292     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2293
2294     println!("Please input your guess.");
2295
2296     let input = io::stdin().read_line()
2297                            .ok()
2298                            .expect("Failed to read line");
2299     let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice().trim());
2300
2301     let num = match input_num {
2302         Some(num) => num,
2303         None      => {
2304             println!("Please input a number!");
2305             return;
2306         }
2307     };
2308
2309
2310     println!("You guessed: {}", num);
2311
2312     match cmp(num, secret_number) {
2313         Less    => println!("Too small!"),
2314         Greater => println!("Too big!"),
2315         Equal   => { println!("You win!"); },
2316     }
2317 }
2318
2319 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2320     if a < b { Less }
2321     else if a > b { Greater }
2322     else { Equal }
2323 }
2324 ```
2325
2326 Let's try it!
2327
2328 ```{notrust,ignore}
2329 $ cargo run
2330    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2331      Running `target/guessing_game`
2332 Guess the number!
2333 The secret number is: 58
2334 Please input your guess.
2335   76
2336 You guessed: 76
2337 Too big!
2338 ```
2339
2340 Nice! You can see I even added spaces before my guess, and it still figured
2341 out that I guessed 76. Run the program a few times, and verify that guessing
2342 the number works, as well as guessing a number too small.
2343
2344 The Rust compiler helped us out quite a bit there! This technique is called
2345 "lean on the compiler," and it's often useful when working on some code. Let
2346 the error messages help guide you towards the correct types.
2347
2348 Now we've got most of the game working, but we can only make one guess. Let's
2349 change that by adding loops!
2350
2351 ## Looping
2352
2353 As we already discussed, the `loop` keyword gives us an infinite loop. So
2354 let's add that in:
2355
2356 ```{rust,no_run}
2357 use std::io;
2358 use std::rand;
2359
2360 fn main() {
2361     println!("Guess the number!");
2362
2363     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2364
2365     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2366
2367     loop {
2368
2369         println!("Please input your guess.");
2370
2371         let input = io::stdin().read_line()
2372                                .ok()
2373                                .expect("Failed to read line");
2374         let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice().trim());
2375
2376         let num = match input_num {
2377             Some(num) => num,
2378             None      => {
2379                 println!("Please input a number!");
2380                 return;
2381             }
2382         };
2383
2384
2385         println!("You guessed: {}", num);
2386
2387         match cmp(num, secret_number) {
2388             Less    => println!("Too small!"),
2389             Greater => println!("Too big!"),
2390             Equal   => { println!("You win!"); },
2391         }
2392     }
2393 }
2394
2395 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2396     if a < b { Less }
2397     else if a > b { Greater }
2398     else { Equal }
2399 }
2400 ```
2401
2402 And try it out. But wait, didn't we just add an infinite loop? Yup. Remember
2403 that `return`? If we give a non-number answer, we'll `return` and quit. Observe:
2404
2405 ```{notrust,ignore}
2406 $ cargo run
2407    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2408      Running `target/guessing_game`
2409 Guess the number!
2410 The secret number is: 59
2411 Please input your guess.
2412 45
2413 You guessed: 45
2414 Too small!
2415 Please input your guess.
2416 60
2417 You guessed: 60
2418 Too big!
2419 Please input your guess.
2420 59
2421 You guessed: 59
2422 You win!
2423 Please input your guess.
2424 quit
2425 Please input a number!
2426 ```
2427
2428 Ha! `quit` actually quits. As does any other non-number input. Well, this is
2429 suboptimal to say the least. First, let's actually quit when you win the game:
2430
2431 ```{rust,no_run}
2432 use std::io;
2433 use std::rand;
2434
2435 fn main() {
2436     println!("Guess the number!");
2437
2438     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2439
2440     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2441
2442     loop {
2443
2444         println!("Please input your guess.");
2445
2446         let input = io::stdin().read_line()
2447                                .ok()
2448                                .expect("Failed to read line");
2449         let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice().trim());
2450
2451         let num = match input_num {
2452             Some(num) => num,
2453             None      => {
2454                 println!("Please input a number!");
2455                 return;
2456             }
2457         };
2458
2459
2460         println!("You guessed: {}", num);
2461
2462         match cmp(num, secret_number) {
2463             Less    => println!("Too small!"),
2464             Greater => println!("Too big!"),
2465             Equal   => {
2466                 println!("You win!");
2467                 return;
2468             },
2469         }
2470     }
2471 }
2472
2473 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2474     if a < b { Less }
2475     else if a > b { Greater }
2476     else { Equal }
2477 }
2478 ```
2479
2480 By adding the `return` line after the `You win!`, we'll exit the program when
2481 we win. We have just one more tweak to make: when someone inputs a non-number,
2482 we don't want to quit, we just want to ignore it. Change that `return` to
2483 `continue`:
2484
2485
2486 ```{rust,no_run}
2487 use std::io;
2488 use std::rand;
2489
2490 fn main() {
2491     println!("Guess the number!");
2492
2493     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2494
2495     println!("The secret number is: {}", secret_number);
2496
2497     loop {
2498
2499         println!("Please input your guess.");
2500
2501         let input = io::stdin().read_line()
2502                                .ok()
2503                                .expect("Failed to read line");
2504         let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice().trim());
2505
2506         let num = match input_num {
2507             Some(num) => num,
2508             None      => {
2509                 println!("Please input a number!");
2510                 continue;
2511             }
2512         };
2513
2514
2515         println!("You guessed: {}", num);
2516
2517         match cmp(num, secret_number) {
2518             Less    => println!("Too small!"),
2519             Greater => println!("Too big!"),
2520             Equal   => {
2521                 println!("You win!");
2522                 return;
2523             },
2524         }
2525     }
2526 }
2527
2528 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2529     if a < b { Less }
2530     else if a > b { Greater }
2531     else { Equal }
2532 }
2533 ```
2534
2535 Now we should be good! Let's try:
2536
2537 ```{notrust,ignore}
2538 $ cargo run
2539    Compiling guessing_game v0.0.1 (file:///home/you/projects/guessing_game)
2540      Running `target/guessing_game`
2541 Guess the number!
2542 The secret number is: 61
2543 Please input your guess.
2544 10
2545 You guessed: 10
2546 Too small!
2547 Please input your guess.
2548 99
2549 You guessed: 99
2550 Too big!
2551 Please input your guess.
2552 foo
2553 Please input a number!
2554 Please input your guess.
2555 61
2556 You guessed: 61
2557 You win!
2558 ```
2559
2560 Awesome! With one tiny last tweak, we have finished the guessing game. Can you
2561 think of what it is? That's right, we don't want to print out the secret number.
2562 It was good for testing, but it kind of ruins the game. Here's our final source:
2563
2564 ```{rust,no_run}
2565 use std::io;
2566 use std::rand;
2567
2568 fn main() {
2569     println!("Guess the number!");
2570
2571     let secret_number = (rand::random::<uint>() % 100u) + 1u;
2572
2573     loop {
2574
2575         println!("Please input your guess.");
2576
2577         let input = io::stdin().read_line()
2578                                .ok()
2579                                .expect("Failed to read line");
2580         let input_num: Option<uint> = from_str(input.as_slice().trim());
2581
2582         let num = match input_num {
2583             Some(num) => num,
2584             None      => {
2585                 println!("Please input a number!");
2586                 continue;
2587             }
2588         };
2589
2590
2591         println!("You guessed: {}", num);
2592
2593         match cmp(num, secret_number) {
2594             Less    => println!("Too small!"),
2595             Greater => println!("Too big!"),
2596             Equal   => {
2597                 println!("You win!");
2598                 return;
2599             },
2600         }
2601     }
2602 }
2603
2604 fn cmp(a: uint, b: uint) -> Ordering {
2605     if a < b { Less }
2606     else if a > b { Greater }
2607     else { Equal }
2608 }
2609 ```
2610
2611 ## Complete!
2612
2613 At this point, you have successfully built the Guessing Game! Congratulations!
2614
2615 You've now learned the basic syntax of Rust. All of this is relatively close to
2616 various other programming languages you have used in the past. These
2617 fundamental syntactical and semantic elements will form the foundation for the
2618 rest of your Rust education.
2619
2620 Now that you're an expert at the basics, it's time to learn about some of
2621 Rust's more unique features.
2622
2623 # Crates and Modules
2624
2625 Rust features a strong module system, but it works a bit differently than in
2626 other programming languages. Rust's module system has two main components:
2627 **crate**s, and **module**s.
2628
2629 A crate is Rust's unit of independent compilation. Rust always compiles one
2630 crate at a time, producing either a library or an executable. However, executables
2631 usually depend on libraries, and many libraries depend on other libraries as well.
2632 To support this, crates can depend on other crates.
2633
2634 Each crate contains a hierarchy of modules. This tree starts off with a single
2635 module, called the **crate root**. Within the crate root, we can declare other
2636 modules, which can contain other modules, as deeply as you'd like.
2637
2638 Note that we haven't mentioned anything about files yet. Rust does not impose a
2639 particular relationship between your filesystem structure and your module
2640 structure. That said, there is a conventional approach to how Rust looks for
2641 modules on the file system, but it's also overridable.
2642
2643 Enough talk, let's build something! Let's make a new project called `modules`.
2644
2645 ```{bash,ignore}
2646 $ cd ~/projects
2647 $ cargo new modules --bin
2648 ```
2649
2650 Let's double check our work by compiling:
2651
2652 ```{bash,notrust}
2653 $ cargo run
2654    Compiling modules v0.0.1 (file:///home/you/projects/modules)
2655      Running `target/modules`
2656 Hello, world!
2657 ```
2658
2659 Excellent! So, we already have a single crate here: our `src/main.rs` is a crate.
2660 Everything in that file is in the crate root. A crate that generates an executable
2661 defines a `main` function inside its root, as we've done here.
2662
2663 Let's define a new module inside our crate. Edit `src/main.rs` to look
2664 like this:
2665
2666 ```
2667 fn main() {
2668     println!("Hello, world!");
2669 }
2670
2671 mod hello {
2672     fn print_hello() {
2673         println!("Hello, world!");
2674     }
2675 }
2676 ```
2677
2678 We now have a module named `hello` inside of our crate root. Modules use
2679 `snake_case` naming, like functions and variable bindings.
2680
2681 Inside the `hello` module, we've defined a `print_hello` function. This will
2682 also print out our hello world message. Modules allow you to split up your
2683 program into nice neat boxes of functionality, grouping common things together,
2684 and keeping different things apart. It's kinda like having a set of shelves:
2685 a place for everything and everything in its place.
2686
2687 To call our `print_hello` function, we use the double colon (`::`):
2688
2689 ```{rust,ignore}
2690 hello::print_hello();
2691 ```
2692
2693 You've seen this before, with `io::stdin()` and `rand::random()`. Now you know
2694 how to make your own. However, crates and modules have rules about
2695 **visibility**, which controls who exactly may use the functions defined in a
2696 given module. By default, everything in a module is private, which means that
2697 it can only be used by other functions in the same module. This will not
2698 compile:
2699
2700 ```{rust,ignore}
2701 fn main() {
2702     hello::print_hello();
2703 }
2704
2705 mod hello {
2706     fn print_hello() {
2707         println!("Hello, world!");
2708     }
2709 }
2710 ```
2711
2712 It gives an error:
2713
2714 ```{notrust,ignore}
2715    Compiling modules v0.0.1 (file:///home/you/projects/modules)
2716 src/main.rs:2:5: 2:23 error: function `print_hello` is private
2717 src/main.rs:2     hello::print_hello();
2718                   ^~~~~~~~~~~~~~~~~~
2719 ```
2720
2721 To make it public, we use the `pub` keyword:
2722
2723 ```{rust}
2724 fn main() {
2725     hello::print_hello();
2726 }
2727
2728 mod hello {
2729     pub fn print_hello() {
2730         println!("Hello, world!");
2731     }
2732 }
2733 ```
2734
2735 This will work:
2736
2737 ```{notrust,ignore}
2738 $ cargo run
2739    Compiling modules v0.0.1 (file:///home/you/projects/modules)
2740      Running `target/modules`
2741 Hello, world!
2742 ```
2743
2744 Nice! There are more things we can do with modules, including moving them into
2745 their own files. This is enough detail for now.
2746
2747 # Testing
2748
2749 Traditionally, testing has not been a strong suit of most systems programming
2750 languages. Rust, however, has very basic testing built into the language
2751 itself.  While automated testing cannot prove that your code is bug-free, it is
2752 useful for verifying that certain behaviors work as intended.
2753
2754 Here's a very basic test:
2755
2756 ```{rust}
2757 #[test]
2758 fn is_one_equal_to_one() {
2759     assert_eq!(1i, 1i);
2760 }
2761 ```
2762
2763 You may notice something new: that `#[test]`. Before we get into the mechanics
2764 of testing, let's talk about attributes.
2765
2766 ## Attributes
2767
2768 Rust's testing system uses **attribute**s to mark which functions are tests.
2769 Attributes can be placed on any Rust **item**. Remember how most things in
2770 Rust are an expression, but `let` is not? Item declarations are also not
2771 expressions. Here's a list of things that qualify as an item:
2772
2773 * functions
2774 * modules
2775 * type definitions
2776 * structures
2777 * enumerations
2778 * static items
2779 * traits
2780 * implementations
2781
2782 You haven't learned about all of these things yet, but that's the list. As
2783 you can see, functions are at the top of it.
2784
2785 Attributes can appear in three ways:
2786
2787 1. A single identifier, the attribute name. `#[test]` is an example of this.
2788 2. An identifier followed by an equals sign (`=`) and a literal. `#[cfg=test]`
2789    is an example of this.
2790 3. An identifier followed by a parenthesized list of sub-attribute arguments.
2791    `#[cfg(unix, target_word_size = "32")]` is an example of this, where one of
2792     the sub-arguments is of the second kind.
2793
2794 There are a number of different kinds of attributes, enough that we won't go
2795 over them all here. Before we talk about the testing-specific attributes, I
2796 want to call out one of the most important kinds of attributes: stability
2797 markers.
2798
2799 ## Stability attributes
2800
2801 Rust provides six attributes to indicate the stability level of various
2802 parts of your library. The six levels are:
2803
2804 * deprecated: This item should no longer be used. No guarantee of backwards
2805   compatibility.
2806 * experimental: This item was only recently introduced or is otherwise in a
2807   state of flux. It may change significantly, or even be removed. No guarantee
2808   of backwards-compatibility.
2809 * unstable: This item is still under development, but requires more testing to
2810   be considered stable. No guarantee of backwards-compatibility.
2811 * stable: This item is considered stable, and will not change significantly.
2812   Guarantee of backwards-compatibility.
2813 * frozen: This item is very stable, and is unlikely to change. Guarantee of
2814   backwards-compatibility.
2815 * locked: This item will never change unless a serious bug is found. Guarantee
2816   of backwards-compatibility.
2817
2818 All of Rust's standard library uses these attribute markers to communicate
2819 their relative stability, and you should use them in your code, as well.
2820 There's an associated attribute, `warn`, that allows you to warn when you
2821 import an item marked with certain levels: deprecated, experimental and
2822 unstable. For now, only deprecated warns by default, but this will change once
2823 the standard library has been stabilized.
2824
2825 You can use the `warn` attribute like this:
2826
2827 ```{rust,ignore}
2828 #![warn(unstable)]
2829 ```
2830
2831 And later, when you import a crate:
2832
2833 ```{rust,ignore}
2834 extern crate some_crate;
2835 ```
2836
2837 You'll get a warning if you use something marked unstable.
2838
2839 You may have noticed an exclamation point in the `warn` attribute declaration.
2840 The `!` in this attribute means that this attribute applies to the enclosing
2841 item, rather than to the item that follows the attribute. So this `warn`
2842 attribute declaration applies to the enclosing crate itself, rather than
2843 to whatever item statement follows it:
2844
2845 ```{rust,ignore}
2846 // applies to the crate we're in
2847 #![warn(unstable)]
2848
2849 extern crate some_crate;
2850
2851 // applies to the following `fn`.
2852 #[test]
2853 fn a_test() {
2854   // ...
2855 }
2856 ```
2857
2858 ## Writing tests
2859
2860 Let's write a very simple crate in a test-driven manner. You know the drill by
2861 now: make a new project:
2862
2863 ```{bash,ignore}
2864 $ cd ~/projects
2865 $ cargo new testing --bin
2866 $ cd testing
2867 ```
2868
2869 And try it out:
2870
2871 ```{notrust,ignore}
2872 $ cargo run
2873    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
2874      Running `target/testing`
2875 Hello, world!
2876 ```
2877
2878 Great. Rust's infrastructure supports tests in two sorts of places, and they're
2879 for two kinds of tests: you include **unit test**s inside of the crate itself,
2880 and you place **integration test**s inside a `tests` directory. "Unit tests"
2881 are small tests that test one focused unit, "integration tests" tests multiple
2882 units in integration. That said, this is a social convention, they're no different
2883 in syntax. Let's make a `tests` directory:
2884
2885 ```{bash,ignore}
2886 $ mkdir tests
2887 ```
2888
2889 Next, let's create an integration test in `tests/lib.rs`:
2890
2891 ```{rust,no_run}
2892 #[test]
2893 fn foo() {
2894     assert!(false);
2895 }
2896 ```
2897
2898 It doesn't matter what you name your test functions, though it's nice if
2899 you give them descriptive names. You'll see why in a moment. We then use a
2900 macro, `assert!`, to assert that something is true. In this case, we're giving
2901 it `false`, so this test should fail. Let's try it!
2902
2903 ```{notrust,ignore}
2904 $ cargo test
2905    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
2906 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1:1: 3:2 warning: code is never used: `main`, #[warn(dead_code)] on by default
2907 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1 fn main() {
2908 /home/you/projects/testing/src/main.rs:2     println!("Hello, world");
2909 /home/you/projects/testing/src/main.rs:3 }
2910
2911 running 0 tests
2912
2913 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
2914
2915
2916 running 1 test
2917 test foo ... FAILED
2918
2919 failures:
2920
2921 ---- foo stdout ----
2922         task 'foo' failed at 'assertion failed: false', /home/you/projects/testing/tests/lib.rs:3
2923
2924
2925
2926 failures:
2927     foo
2928
2929 test result: FAILED. 0 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured
2930
2931 task '<main>' failed at 'Some tests failed', /home/you/src/rust/src/libtest/lib.rs:242
2932 ```
2933
2934 Lots of output! Let's break this down:
2935
2936 ```{notrust,ignore}
2937 $ cargo test
2938    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
2939 ```
2940
2941 You can run all of your tests with `cargo test`. This runs both your tests in
2942 `tests`, as well as the tests you put inside of your crate.
2943
2944 ```{notrust,ignore}
2945 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1:1: 3:2 warning: code is never used: `main`, #[warn(dead_code)] on by default
2946 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1 fn main() {
2947 /home/you/projects/testing/src/main.rs:2     println!("Hello, world");
2948 /home/you/projects/testing/src/main.rs:3 }
2949 ```
2950
2951 Rust has a **lint** called 'warn on dead code' used by default. A lint is a
2952 bit of code that checks your code, and can tell you things about it. In this
2953 case, Rust is warning us that we've written some code that's never used: our
2954 `main` function. Of course, since we're running tests, we don't use `main`.
2955 We'll turn this lint off for just this function soon. For now, just ignore this
2956 output.
2957
2958 ```{notrust,ignore}
2959 running 0 tests
2960
2961 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
2962 ```
2963
2964 Wait a minute, zero tests? Didn't we define one? Yup. This output is from
2965 attempting to run the tests in our crate, of which we don't have any.
2966 You'll note that Rust reports on several kinds of tests: passed, failed,
2967 ignored, and measured. The 'measured' tests refer to benchmark tests, which
2968 we'll cover soon enough!
2969
2970 ```{notrust,ignore}
2971 running 1 test
2972 test foo ... FAILED
2973 ```
2974
2975 Now we're getting somewhere. Remember when we talked about naming our tests
2976 with good names? This is why. Here, it says 'test foo' because we called our
2977 test 'foo.' If we had given it a good name, it'd be more clear which test
2978 failed, especially as we accumulate more tests.
2979
2980 ```{notrust,ignore}
2981 failures:
2982
2983 ---- foo stdout ----
2984         task 'foo' failed at 'assertion failed: false', /home/you/projects/testing/tests/lib.rs:3
2985
2986
2987
2988 failures:
2989     foo
2990
2991 test result: FAILED. 0 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured
2992
2993 task '<main>' failed at 'Some tests failed', /home/you/src/rust/src/libtest/lib.rs:242
2994 ```
2995
2996 After all the tests run, Rust will show us any output from our failed tests.
2997 In this instance, Rust tells us that our assertion failed, with false. This was
2998 what we expected.
2999
3000 Whew! Let's fix our test:
3001
3002 ```{rust}
3003 #[test]
3004 fn foo() {
3005     assert!(true);
3006 }
3007 ```
3008
3009 And then try to run our tests again:
3010
3011 ```{notrust,ignore}
3012 $ cargo test
3013    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3014 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1:1: 3:2 warning: code is never used: `main`, #[warn(dead_code)] on by default
3015 /home/you/projects/testing/src/main.rs:1 fn main() {
3016 /home/you/projects/testing/src/main.rs:2     println!("Hello, world");
3017 /home/you/projects/testing/src/main.rs:3 }
3018
3019 running 0 tests
3020
3021 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3022
3023
3024 running 1 test
3025 test foo ... ok
3026
3027 test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3028 ```
3029
3030 Nice! Our test passes, as we expected. Let's get rid of that warning for our `main`
3031 function. Change your `src/main.rs` to look like this:
3032
3033 ```{rust}
3034 #[cfg(not(test))]
3035 fn main() {
3036     println!("Hello, world");
3037 }
3038 ```
3039
3040 This attribute combines two things: `cfg` and `not`. The `cfg` attribute allows
3041 you to conditionally compile code based on something. The following item will
3042 only be compiled if the configuration says it's true. And when Cargo compiles
3043 our tests, it sets things up so that `cfg(test)` is true. But we want to only
3044 include `main` when it's _not_ true. So we use `not` to negate things:
3045 `cfg(not(test))` will only compile our code when the `cfg(test)` is false.
3046
3047 With this attribute, we won't get the warning:
3048
3049 ```{notrust,ignore}
3050 $ cargo test
3051    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3052
3053 running 0 tests
3054
3055 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3056
3057
3058 running 1 test
3059 test foo ... ok
3060
3061 test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3062 ```
3063
3064 Nice. Okay, let's write a real test now. Change your `tests/lib.rs`
3065 to look like this:
3066
3067 ```{rust,ignore}
3068 #[test]
3069 fn math_checks_out() {
3070     let result = add_three_times_four(5i);
3071
3072     assert_eq!(32i, result);
3073 }
3074 ```
3075
3076 And try to run the test:
3077
3078 ```{notrust,ignore}
3079 $ cargo test
3080    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/youg/projects/testing)
3081 /home/youg/projects/testing/tests/lib.rs:3:18: 3:38 error: unresolved name `add_three_times_four`.
3082 /home/youg/projects/testing/tests/lib.rs:3     let result = add_three_times_four(5i);
3083                                                             ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3084 error: aborting due to previous error
3085 Build failed, waiting for other jobs to finish...
3086 Could not compile `testing`.
3087
3088 To learn more, run the command again with --verbose.
3089 ```
3090
3091 Rust can't find this function. That makes sense, as we didn't write it yet!
3092
3093 In order to share this code with our tests, we'll need to make a library crate.
3094 This is also just good software design: as we mentioned before, it's a good idea
3095 to put most of your functionality into a library crate, and have your executable
3096 crate use that library. This allows for code re-use.
3097
3098 To do that, we'll need to make a new module. Make a new file, `src/lib.rs`,
3099 and put this in it:
3100
3101 ```{rust}
3102 # fn main() {}
3103 pub fn add_three_times_four(x: int) -> int {
3104     (x + 3) * 4
3105 }
3106 ```
3107
3108 We're calling this file `lib.rs` because it has the same name as our project,
3109 and so it's named this, by convention.
3110
3111 We'll then need to use this crate in our `src/main.rs`:
3112
3113 ```{rust,ignore}
3114 extern crate testing;
3115
3116 #[cfg(not(test))]
3117 fn main() {
3118     println!("Hello, world");
3119 }
3120 ```
3121
3122 Finally, let's import this function in our `tests/lib.rs`:
3123
3124 ```{rust,ignore}
3125 extern crate testing;
3126 use testing::add_three_times_four;
3127
3128 #[test]
3129 fn math_checks_out() {
3130     let result = add_three_times_four(5i);
3131
3132     assert_eq!(32i, result);
3133 }
3134 ```
3135
3136 Let's give it a run:
3137
3138 ```{ignore,notrust}
3139 $ cargo test
3140    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3141
3142 running 0 tests
3143
3144 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3145
3146
3147 running 0 tests
3148
3149 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3150
3151
3152 running 1 test
3153 test math_checks_out ... ok
3154
3155 test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3156 ```
3157
3158 Great! One test passed. We've got an integration test showing that our public
3159 method works, but maybe we want to test some of the internal logic as well.
3160 While this function is simple, if it were more complicated, you can imagine
3161 we'd need more tests. So let's break it up into two helper functions, and
3162 write some unit tests to test those.
3163
3164 Change your `src/lib.rs` to look like this:
3165
3166 ```{rust,ignore}
3167 pub fn add_three_times_four(x: int) -> int {
3168     times_four(add_three(x))
3169 }
3170
3171 fn add_three(x: int) -> int { x + 3 }
3172
3173 fn times_four(x: int) -> int { x * 4 }
3174 ```
3175
3176 If you run `cargo test`, you should get the same output:
3177
3178 ```{ignore,notrust}
3179 $ cargo test
3180    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3181
3182 running 0 tests
3183
3184 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3185
3186
3187 running 0 tests
3188
3189 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3190
3191
3192 running 1 test
3193 test math_checks_out ... ok
3194
3195 test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3196 ```
3197
3198 If we tried to write a test for these two new functions, it wouldn't
3199 work. For example:
3200
3201 ```{rust,ignore}
3202 extern crate testing;
3203 use testing::add_three_times_four;
3204 use testing::add_three;
3205
3206 #[test]
3207 fn math_checks_out() {
3208     let result = add_three_times_four(5i);
3209
3210     assert_eq!(32i, result);
3211 }
3212
3213 #[test]
3214 fn test_add_three() {
3215     let result = add_three(5i);
3216
3217     assert_eq!(8i, result);
3218 }
3219 ```
3220
3221 We'd get this error:
3222
3223 ```{notrust,ignore}
3224    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3225 /home/you/projects/testing/tests/lib.rs:3:5: 3:24 error: function `add_three` is private
3226 /home/you/projects/testing/tests/lib.rs:3 use testing::add_three;
3227                                               ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3228 ```
3229
3230 Right. It's private. So external, integration tests won't work. We need a
3231 unit test. Open up your `src/lib.rs` and add this:
3232
3233 ```{rust,ignore}
3234 pub fn add_three_times_four(x: int) -> int {
3235     times_four(add_three(x))
3236 }
3237
3238 fn add_three(x: int) -> int { x + 3 }
3239
3240 fn times_four(x: int) -> int { x * 4 }
3241
3242 #[cfg(test)]
3243 mod test {
3244     use super::add_three;
3245     use super::times_four;
3246
3247     #[test]
3248     fn test_add_three() {
3249         let result = add_three(5i);
3250
3251         assert_eq!(8i, result);
3252     }
3253
3254     #[test]
3255     fn test_times_four() {
3256         let result = times_four(5i);
3257
3258         assert_eq!(20i, result);
3259     }
3260 }
3261 ```
3262
3263 Let's give it a shot:
3264
3265 ```{ignore,notrust}
3266 $ cargo test
3267    Compiling testing v0.0.1 (file:///home/you/projects/testing)
3268
3269 running 1 test
3270 test test::test_times_four ... ok
3271 test test::test_add_three ... ok
3272
3273 test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3274
3275
3276 running 0 tests
3277
3278 test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3279
3280
3281 running 1 test
3282 test math_checks_out ... ok
3283
3284 test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
3285 ```
3286
3287 Cool! We now have two tests of our internal functions. You'll note that there
3288 are three sets of output now: one for `src/main.rs`, one for `src/lib.rs`, and
3289 one for `tests/lib.rs`. There's one interesting thing that we haven't talked
3290 about yet, and that's these lines:
3291
3292 ```{rust,ignore}
3293 use super::add_three;
3294 use super::times_four;
3295 ```
3296
3297 Because we've made a nested module, we can import functions from the parent
3298 module by using `super`. Sub-modules are allowed to 'see' private functions in
3299 the parent. We sometimes call this usage of `use` a 're-export,' because we're
3300 exporting the name again, somewhere else.
3301
3302 We've now covered the basics of testing. Rust's tools are primitive, but they
3303 work well in the simple cases. There are some Rustaceans working on building
3304 more complicated frameworks on top of all of this, but they're just starting
3305 out.
3306
3307 # Pointers
3308
3309 In systems programming, pointers are an incredibly important topic. Rust has a
3310 very rich set of pointers, and they operate differently than in many other
3311 languages. They are important enough that we have a specific [Pointer
3312 Guide](guide-pointers.html) that goes into pointers in much detail. In fact,
3313 while you're currently reading this guide, which covers the language in broad
3314 overview, there are a number of other guides that put a specific topic under a
3315 microscope. You can find the list of guides on the [documentation index
3316 page](index.html#guides).
3317
3318 In this section, we'll assume that you're familiar with pointers as a general
3319 concept. If you aren't, please read the [introduction to
3320 pointers](guide-pointers.html#an-introduction) section of the Pointer Guide,
3321 and then come back here. We'll wait.
3322
3323 Got the gist? Great. Let's talk about pointers in Rust.
3324
3325 ## References
3326
3327 The most primitive form of pointer in Rust is called a **reference**.
3328 References are created using the ampersand (`&`). Here's a simple
3329 reference:
3330
3331 ```{rust}
3332 let x = 5i;
3333 let y = &x;
3334 ```
3335
3336 `y` is a reference to `x`. To dereference (get the value being referred to
3337 rather than the reference itself) `y`, we use the asterisk (`*`):
3338
3339 ```{rust}
3340 let x = 5i;
3341 let y = &x;
3342
3343 assert_eq!(5i, *y);
3344 ```
3345
3346 Like any `let` binding, references are immutable by default.
3347
3348 You can declare that functions take a reference:
3349
3350 ```{rust}
3351 fn add_one(x: &int) -> int { *x + 1 }
3352
3353 fn main() {
3354     assert_eq!(6, add_one(&5));
3355 }
3356 ```
3357
3358 As you can see, we can make a reference from a literal by applying `&` as well.
3359 Of course, in this simple function, there's not a lot of reason to take `x` by
3360 reference. It's just an example of the syntax.
3361
3362 Because references are immutable, you can have multiple references that
3363 **alias** (point to the same place):
3364
3365 ```{rust}
3366 let x = 5i;
3367 let y = &x;
3368 let z = &x;
3369 ```
3370
3371 We can make a mutable reference by using `&mut` instead of `&`:
3372
3373 ```{rust}
3374 let mut x = 5i;
3375 let y = &mut x;
3376 ```
3377
3378 Note that `x` must also be mutable. If it isn't, like this:
3379
3380 ```{rust,ignore}
3381 let x = 5i;
3382 let y = &mut x;
3383 ```
3384
3385 Rust will complain:
3386
3387 ```{ignore,notrust}
3388 6:19 error: cannot borrow immutable local variable `x` as mutable
3389  let y = &mut x;
3390               ^
3391 ```
3392
3393 We don't want a mutable reference to immutable data! This error message uses a
3394 term we haven't talked about yet, 'borrow.' We'll get to that in just a moment.
3395
3396 This simple example actually illustrates a lot of Rust's power: Rust has
3397 prevented us, at compile time, from breaking our own rules. Because Rust's
3398 references check these kinds of rules entirely at compile time, there's no
3399 runtime overhead for this safety.  At runtime, these are the same as a raw
3400 machine pointer, like in C or C++.  We've just double-checked ahead of time
3401 that we haven't done anything dangerous.
3402
3403 Rust will also prevent us from creating two mutable references that alias.
3404 This won't work:
3405
3406 ```{rust,ignore}
3407 let mut x = 5i;
3408 let y = &mut x;
3409 let z = &mut x;
3410 ```
3411
3412 It gives us this error:
3413
3414 ```{notrust,ignore}
3415 error: cannot borrow `x` as mutable more than once at a time
3416      let z = &mut x;
3417                   ^
3418 note: previous borrow of `x` occurs here; the mutable borrow prevents subsequent moves, borrows, or modification of `x` until the borrow ends
3419      let y = &mut x;
3420                   ^
3421 note: previous borrow ends here
3422  fn main() {
3423      let mut x = 5i;
3424      let y = &mut x;
3425      let z = &mut x;
3426  }
3427  ^
3428 ```
3429
3430 This is a big error message. Let's dig into it for a moment. There are three
3431 parts: the error and two notes. The error says what we expected, we cannot have
3432 two pointers that point to the same memory.
3433
3434 The two notes give some extra context. Rust's error messages often contain this
3435 kind of extra information when the error is complex. Rust is telling us two
3436 things: first, that the reason we cannot **borrow** `x` as `z` is that we
3437 previously borrowed `x` as `y`. The second note shows where `y`'s borrowing
3438 ends.
3439
3440 Wait, borrowing?
3441
3442 In order to truly understand this error, we have to learn a few new concepts:
3443 **ownership**, **borrowing**, and **lifetimes**.
3444
3445 ## Ownership, borrowing, and lifetimes
3446
3447 Whenever a resource of some kind is created, something must be responsible
3448 for destroying that resource as well. Given that we're discussing pointers
3449 right now, let's discuss this in the context of memory allocation, though
3450 it applies to other resources as well.
3451
3452 When you allocate heap memory, you need a mechanism to free that memory.  Many
3453 languages let the programmer control the allocation, and then use a garbage
3454 collector to handle the deallocation. This is a valid, time-tested strategy,
3455 but it's not without its drawbacks. Because the programmer does not have to
3456 think as much about deallocation, allocation becomes something commonplace,
3457 because it's easy. And if you need precise control over when something is
3458 deallocated, leaving it up to your runtime can make this difficult.
3459
3460 Rust chooses a different path, and that path is called **ownership**. Any
3461 binding that creates a resource is the **owner** of that resource.
3462
3463 Being an owner affords you some privileges:
3464
3465 1. You control when that resource is deallocated.
3466 2. You may lend that resource, immutably, to as many borrowers as you'd like.
3467 3. You may lend that resource, mutably, to a single borrower.
3468
3469 But it also comes with some restrictions:
3470
3471 1. If someone is borrowing your resource (either mutably or immutably), you may
3472    not mutate the resource or mutably lend it to someone.
3473 2. If someone is mutably borrowing your resource, you may not lend it out at
3474    all (mutably or immutably) or access it in any way.
3475
3476 What's up with all this 'lending' and 'borrowing'? When you allocate memory,
3477 you get a pointer to that memory. This pointer allows you to manipulate said
3478 memory. If you are the owner of a pointer, then you may allow another
3479 binding to temporarily borrow that pointer, and then they can manipulate the
3480 memory. The length of time that the borrower is borrowing the pointer
3481 from you is called a **lifetime**.
3482
3483 If two distinct bindings share a pointer, and the memory that pointer points to
3484 is immutable, then there are no problems. But if it's mutable, both pointers
3485 can attempt to write to the memory at the same time, causing a **race
3486 condition**. Therefore, if someone wants to mutate something that they've
3487 borrowed from you, you must not have lent out that pointer to anyone else.
3488
3489 Rust has a sophisticated system called the **borrow checker** to make sure that
3490 everyone plays by these rules. At compile time, it verifies that none of these
3491 rules are broken. If there's no problem, our program compiles successfully, and
3492 there is no runtime overhead for any of this. The borrow checker works only at
3493 compile time. If the borrow checker did find a problem, it will report a
3494 **lifetime error**, and your program will refuse to compile.
3495
3496 That's a lot to take in. It's also one of the _most_ important concepts in
3497 all of Rust. Let's see this syntax in action:
3498
3499 ```{rust}
3500 {
3501     let x = 5i; // x is the owner of this integer, which is memory on the stack.
3502
3503     // other code here...
3504
3505 } // privilege 1: when x goes out of scope, this memory is deallocated
3506
3507 /// this function borrows an integer. It's given back automatically when the
3508 /// function returns.
3509 fn foo(x: &int) -> &int { x }
3510
3511 {
3512     let x = 5i; // x is the owner of this integer, which is memory on the stack.
3513
3514     // privilege 2: you may lend that resource, to as many borrowers as you'd like
3515     let y = &x;
3516     let z = &x;
3517
3518     foo(&x); // functions can borrow too!
3519
3520     let a = &x; // we can do this alllllll day!
3521 }
3522
3523 {
3524     let mut x = 5i; // x is the owner of this integer, which is memory on the stack.
3525
3526     let y = &mut x; // privilege 3: you may lend that resource to a single borrower,
3527                     // mutably
3528 }
3529 ```
3530
3531 If you are a borrower, you get a few privileges as well, but must also obey a
3532 restriction:
3533
3534 1. If the borrow is immutable, you may read the data the pointer points to.
3535 2. If the borrow is mutable, you may read and write the data the pointer points to.
3536 3. You may lend the pointer to someone else in an immutable fashion, **BUT**
3537 4. When you do so, they must return it to you before you must give your own
3538    borrow back.
3539
3540 This last requirement can seem odd, but it also makes sense. If you have to
3541 return something, and you've lent it to someone, they need to give it back to
3542 you for you to give it back! If we didn't, then the owner could deallocate
3543 the memory, and the person we've loaned it out to would have a pointer to
3544 invalid memory. This is called a 'dangling pointer.'
3545
3546 Let's re-examine the error that led us to talk about all of this, which was a
3547 violation of the restrictions placed on owners who lend something out mutably.
3548 The code:
3549
3550 ```{rust,ignore}
3551 let mut x = 5i;
3552 let y = &mut x;
3553 let z = &mut x;
3554 ```
3555
3556 The error:
3557
3558 ```{notrust,ignore}
3559 error: cannot borrow `x` as mutable more than once at a time
3560      let z = &mut x;
3561                   ^
3562 note: previous borrow of `x` occurs here; the mutable borrow prevents subsequent moves, borrows, or modification of `x` until the borrow ends
3563      let y = &mut x;
3564                   ^
3565 note: previous borrow ends here
3566  fn main() {
3567      let mut x = 5i;
3568      let y = &mut x;
3569      let z = &mut x;
3570  }
3571  ^
3572 ```
3573
3574 This error comes in three parts. Let's go over each in turn.
3575
3576 ```{notrust,ignore}
3577 error: cannot borrow `x` as mutable more than once at a time
3578      let z = &mut x;
3579                   ^
3580 ```
3581
3582 This error states the restriction: you cannot lend out something mutable more
3583 than once at the same time. The borrow checker knows the rules!
3584
3585 ```{notrust,ignore}
3586 note: previous borrow of `x` occurs here; the mutable borrow prevents subsequent moves, borrows, or modification of `x` until the borrow ends
3587      let y = &mut x;
3588                   ^
3589 ```
3590
3591 Some compiler errors come with notes to help you fix the error. This error comes
3592 with two notes, and this is the first. This note informs us of exactly where
3593 the first mutable borrow occurred. The error showed us the second. So now we
3594 see both parts of the problem. It also alludes to rule #3, by reminding us that
3595 we can't change `x` until the borrow is over.
3596
3597 ```{notrust,ignore}
3598 note: previous borrow ends here
3599  fn main() {
3600      let mut x = 5i;
3601      let y = &mut x;
3602      let z = &mut x;
3603  }
3604  ^
3605 ```
3606
3607 Here's the second note, which lets us know where the first borrow would be over.
3608 This is useful, because if we wait to try to borrow `x` after this borrow is
3609 over, then everything will work.
3610
3611 For more advanced patterns, please consult the [Lifetime
3612 Guide](guide-lifetimes.html).  You'll also learn what this type signature with
3613 the `'a` syntax is:
3614
3615 ```{rust,ignore}
3616 pub fn as_maybe_owned(&self) -> MaybeOwned<'a> { ... }
3617 ```
3618
3619 ## Boxes
3620
3621 All of our references so far have been to variables we've created on the stack.
3622 In Rust, the simplest way to allocate heap variables is using a *box*.  To
3623 create a box, use the `box` keyword:
3624
3625 ```{rust}
3626 let x = box 5i;
3627 ```
3628
3629 This allocates an integer `5` on the heap, and creates a binding `x` that
3630 refers to it.. The great thing about boxed pointers is that we don't have to
3631 manually free this allocation! If we write
3632
3633 ```{rust}
3634 {
3635     let x = box 5i;
3636     // do stuff
3637 }
3638 ```
3639
3640 then Rust will automatically free `x` at the end of the block. This isn't
3641 because Rust has a garbage collector -- it doesn't. Instead, when `x` goes out
3642 of scope, Rust `free`s `x`. This Rust code will do the same thing as the
3643 following C code:
3644
3645 ```{c,ignore}
3646 {
3647     int *x = (int *)malloc(sizeof(int));
3648     // do stuff
3649     free(x);
3650 }
3651 ```
3652
3653 This means we get the benefits of manual memory management, but the compiler
3654 ensures that we don't do something wrong. We can't forget to `free` our memory.
3655
3656 Boxes are the sole owner of their contents, so you cannot take a mutable
3657 reference to them and then use the original box:
3658
3659 ```{rust,ignore}
3660 let mut x = box 5i;
3661 let y = &mut x;
3662
3663 *x; // you might expect 5, but this is actually an error
3664 ```
3665
3666 This gives us this error:
3667
3668 ```{notrust,ignore}
3669 8:7 error: cannot use `*x` because it was mutably borrowed
3670  *x;
3671  ^~
3672  6:19 note: borrow of `x` occurs here
3673  let y = &mut x;
3674               ^
3675 ```
3676
3677 As long as `y` is borrowing the contents, we cannot use `x`. After `y` is
3678 done borrowing the value, we can use it again. This works fine:
3679
3680 ```{rust}
3681 let mut x = box 5i;
3682
3683 {
3684     let y = &mut x;
3685 } // y goes out of scope at the end of the block
3686
3687 *x;
3688 ```
3689
3690 ## Rc and Arc
3691
3692 Sometimes, you need to allocate something on the heap, but give out multiple
3693 references to the memory. Rust's `Rc<T>` (pronounced 'arr cee tee') and
3694 `Arc<T>` types (again, the `T` is for generics, we'll learn more later) provide
3695 you with this ability.  **Rc** stands for 'reference counted,' and **Arc** for
3696 'atomically reference counted.' This is how Rust keeps track of the multiple
3697 owners: every time we make a new reference to the `Rc<T>`, we add one to its
3698 internal 'reference count.' Every time a reference goes out of scope, we
3699 subtract one from the count. When the count is zero, the `Rc<T>` can be safely
3700 deallocated. `Arc<T>` is almost identical to `Rc<T>`, except for one thing: The
3701 'atomically' in 'Arc' means that increasing and decreasing the count uses a
3702 thread-safe mechanism to do so. Why two types? `Rc<T>` is faster, so if you're
3703 not in a multi-threaded scenario, you can have that advantage. Since we haven't
3704 talked about threading yet in Rust, we'll show you `Rc<T>` for the rest of this
3705 section.
3706
3707 To create an `Rc<T>`, use `Rc::new()`:
3708
3709 ```{rust}
3710 use std::rc::Rc;
3711
3712 let x = Rc::new(5i);
3713 ```
3714
3715 To create a second reference, use the `.clone()` method:
3716
3717 ```{rust}
3718 use std::rc::Rc;
3719
3720 let x = Rc::new(5i);
3721 let y = x.clone();
3722 ```
3723
3724 The `Rc<T>` will live as long as any of its references are alive. After they
3725 all go out of scope, the memory will be `free`d.
3726
3727 If you use `Rc<T>` or `Arc<T>`, you have to be careful about introducing
3728 cycles. If you have two `Rc<T>`s that point to each other, the reference counts
3729 will never drop to zero, and you'll have a memory leak. To learn more, check
3730 out [the section on `Rc<T>` and `Arc<T>` in the pointers
3731 guide](http://doc.rust-lang.org/guide-pointers.html#rc-and-arc).
3732
3733 # Patterns
3734
3735 We've made use of patterns a few times in the guide: first with `let` bindings,
3736 then with `match` statements. Let's go on a whirlwind tour of all of the things
3737 patterns can do!
3738
3739 A quick refresher: you can match against literals directly, and `_` acts as an
3740 'any' case:
3741
3742 ```{rust}
3743 let x = 1i;
3744
3745 match x {
3746     1 => println!("one"),
3747     2 => println!("two"),
3748     3 => println!("three"),
3749     _ => println!("anything"),
3750 }
3751 ```
3752
3753 You can match multiple patterns with `|`:
3754
3755 ```{rust}
3756 let x = 1i;
3757
3758 match x {
3759     1 | 2 => println!("one or two"),
3760     3 => println!("three"),
3761     _ => println!("anything"),
3762 }
3763 ```
3764
3765 You can match a range of values with `..`:
3766
3767 ```{rust}
3768 let x = 1i;
3769
3770 match x {
3771     1 .. 5 => println!("one through five"),
3772     _ => println!("anything"),
3773 }
3774 ```
3775
3776 Ranges are mostly used with integers and single characters.
3777
3778 If you're matching multiple things, via a `|` or a `..`, you can bind
3779 the value to a name with `@`:
3780
3781 ```{rust}
3782 let x = 1i;
3783
3784 match x {
3785     x @ 1 .. 5 => println!("got {}", x),
3786     _ => println!("anything"),
3787 }
3788 ```
3789
3790 If you're matching on an enum which has variants, you can use `..` to
3791 ignore the value in the variant:
3792
3793 ```{rust}
3794 enum OptionalInt {
3795     Value(int),
3796     Missing,
3797 }
3798
3799 let x = Value(5i);
3800
3801 match x {
3802     Value(..) => println!("Got an int!"),
3803     Missing   => println!("No such luck."),
3804 }
3805 ```
3806
3807 You can introduce **match guards** with `if`:
3808
3809 ```{rust}
3810 enum OptionalInt {
3811     Value(int),
3812     Missing,
3813 }
3814
3815 let x = Value(5i);
3816
3817 match x {
3818     Value(x) if x > 5 => println!("Got an int bigger than five!"),
3819     Value(..) => println!("Got an int!"),
3820     Missing   => println!("No such luck."),
3821 }
3822 ```
3823
3824 If you're matching on a pointer, you can use the same syntax as you declared it
3825 with. First, `&`:
3826
3827 ```{rust}
3828 let x = &5i;
3829
3830 match x {
3831     &x => println!("Got a value: {}", x),
3832 }
3833 ```
3834
3835 Here, the `x` inside the `match` has type `int`. In other words, the left hand
3836 side of the pattern destructures the value. If we have `&5i`, then in `&x`, `x`
3837 would be `5i`.
3838
3839 If you want to get a reference, use the `ref` keyword:
3840
3841 ```{rust}
3842 let x = 5i;
3843
3844 match x {
3845     ref x => println!("Got a reference to {}", x),
3846 }
3847 ```
3848
3849 Here, the `x` inside the `match` has the type `&int`. In other words, the `ref`
3850 keyword _creates_ a reference, for use in the pattern. If you need a mutable
3851 reference, `ref mut` will work in the same way:
3852
3853 ```{rust}
3854 let mut x = 5i;
3855
3856 match x {
3857     ref mut x => println!("Got a mutable reference to {}", x),
3858 }
3859 ```
3860
3861 If you have a struct, you can destructure it inside of a pattern:
3862
3863 ```{rust}
3864 struct Point {
3865     x: int,
3866     y: int,
3867 }
3868
3869 let origin = Point { x: 0i, y: 0i };
3870
3871 match origin {
3872     Point { x: x, y: y } => println!("({},{})", x, y),
3873 }
3874 ```
3875
3876 If we only care about some of the values, we don't have to give them all names:
3877
3878 ```{rust}
3879 struct Point {
3880     x: int,
3881     y: int,
3882 }
3883
3884 let origin = Point { x: 0i, y: 0i };
3885
3886 match origin {
3887     Point { x: x, .. } => println!("x is {}", x),
3888 }
3889 ```
3890
3891 Whew! That's a lot of different ways to match things, and they can all be
3892 mixed and matched, depending on what you're doing:
3893
3894 ```{rust,ignore}
3895 match x {
3896     Foo { x: Some(ref name), y: None } => ...
3897 }
3898 ```
3899
3900 Patterns are very powerful.  Make good use of them.
3901
3902 # Method Syntax
3903
3904 Functions are great, but if you want to call a bunch of them on some data, it
3905 can be awkward. Consider this code:
3906
3907 ```{rust,ignore}
3908 baz(bar(foo(x)));
3909 ```
3910
3911 We would read this left-to right, and so we see 'baz bar foo.' But this isn't the
3912 order that the functions would get called in, that's inside-out: 'foo bar baz.'
3913 Wouldn't it be nice if we could do this instead?
3914
3915 ```{rust,ignore}
3916 x.foo().bar().baz();
3917 ```
3918
3919 Luckily, as you may have guessed with the leading question, you can! Rust provides
3920 the ability to use this **method call syntax** via the `impl` keyword.
3921
3922 Here's how it works:
3923
3924 ```{rust}
3925 struct Circle {
3926     x: f64,
3927     y: f64,
3928     radius: f64,
3929 }
3930
3931 impl Circle {
3932     fn area(&self) -> f64 {
3933         std::f64::consts::PI * (self.radius * self.radius)
3934     }
3935 }
3936
3937 fn main() {
3938     let c = Circle { x: 0.0, y: 0.0, radius: 2.0 };
3939     println!("{}", c.area());
3940 }
3941 ```
3942
3943 This will print `12.566371`.
3944
3945 We've made a struct that represents a circle. We then write an `impl` block,
3946 and inside it, define a method, `area`. Methods take a  special first
3947 parameter, `&self`. There are three variants: `self`, `&self`, and `&mut self`.
3948 You can think of this first parameter as being the `x` in `x.foo()`. The three
3949 variants correspond to the three kinds of thing `x` could be: `self` if it's
3950 just a value on the stack, `&self` if it's a reference, and `&mut self` if it's
3951 a mutable reference. We should default to using `&self`, as it's the most
3952 common.
3953
3954 Finally, as you may remember, the value of the area of a circle is `Ï€*r²`.
3955 Because we took the `&self` parameter to `area`, we can use it just like any
3956 other parameter. Because we know it's a `Circle`, we can access the `radius`
3957 just like we would with any other struct. An import of Ï€ and some
3958 multiplications later, and we have our area.
3959
3960 You can also define methods that do not take a `self` parameter. Here's a
3961 pattern that's very common in Rust code:
3962
3963 ```{rust}
3964 struct Circle {
3965     x: f64,
3966     y: f64,
3967     radius: f64,
3968 }
3969
3970 impl Circle {
3971     fn new(x: f64, y: f64, radius: f64) -> Circle {
3972         Circle {
3973             x: x,
3974             y: y,
3975             radius: radius,
3976         }
3977     }
3978 }
3979
3980 fn main() {
3981     let c = Circle::new(0.0, 0.0, 2.0);
3982 }
3983 ```
3984
3985 This **static method** builds a new `Circle` for us. Note that static methods
3986 are called with the `Struct::method()` syntax, rather than the `ref.method()`
3987 syntax.
3988
3989 # Closures
3990
3991 So far, we've made lots of functions in Rust. But we've given them all names.
3992 Rust also allows us to create anonymous functions too. Rust's anonymous
3993 functions are called **closure**s. By themselves, closures aren't all that
3994 interesting, but when you combine them with functions that take closures as
3995 arguments, really powerful things are possible.
3996
3997 Let's make a closure:
3998
3999 ```{rust}
4000 let add_one = |x| { 1i + x };
4001
4002 println!("The 5 plus 1 is {}.", add_one(5i));
4003 ```
4004
4005 We create a closure using the `|...| { ... }` syntax, and then we create a
4006 binding so we can use it later. Note that we call the function using the
4007 binding name and two parentheses, just like we would for a named function.
4008
4009 Let's compare syntax. The two are pretty close:
4010
4011 ```{rust}
4012 let add_one = |x: int| -> int { 1i + x };
4013 fn  add_one   (x: int) -> int { 1i + x }
4014 ```
4015
4016 As you may have noticed, closures infer their argument and return types, so you
4017 don't need to declare one. This is different from named functions, which
4018 default to returning unit (`()`).
4019
4020 There's one big difference between a closure and named functions, and it's in
4021 the name: a closure "closes over its environment." What's that mean? It means
4022 this:
4023
4024 ```{rust}
4025 fn main() {
4026     let x = 5i;
4027
4028     let printer = || { println!("x is: {}", x); };
4029
4030     printer(); // prints "x is: 5"
4031 }
4032 ```
4033
4034 The `||` syntax means this is an anonymous closure that takes no arguments.
4035 Without it, we'd just have a block of code in `{}`s.
4036
4037 In other words, a closure has access to variables in the scope that it's
4038 defined. The closure borrows any variables that it uses. This will error:
4039
4040 ```{rust,ignore}
4041 fn main() {
4042     let mut x = 5i;
4043
4044     let printer = || { println!("x is: {}", x); };
4045
4046     x = 6i; // error: cannot assign to `x` because it is borrowed
4047 }
4048 ```
4049
4050 ## Procs
4051
4052 Rust has a second type of closure, called a **proc**. Procs are created
4053 with the `proc` keyword:
4054
4055 ```{rust}
4056 let x = 5i;
4057
4058 let p = proc() { x * x };
4059 println!("{}", p()); // prints 25
4060 ```
4061
4062 Procs have a big difference from closures: they may only be called once. This
4063 will error when we try to compile:
4064
4065 ```{rust,ignore}
4066 let x = 5i;
4067
4068 let p = proc() { x * x };
4069 println!("{}", p());
4070 println!("{}", p()); // error: use of moved value `p`
4071 ```
4072
4073 This restriction is important. Procs are allowed to consume values that they
4074 capture, and thus have to be restricted to being called once for soundness
4075 reasons: any value consumed would be invalid on a second call.
4076
4077 Procs are most useful with Rust's concurrency features, and so we'll just leave
4078 it at this for now. We'll talk about them more in the "Tasks" section of the
4079 guide.
4080
4081 ## Accepting closures as arguments
4082
4083 Closures are most useful as an argument to another function. Here's an example:
4084
4085 ```{rust}
4086 fn twice(x: int, f: |int| -> int) -> int {
4087     f(x) + f(x)
4088 }
4089
4090 fn main() {
4091     let square = |x: int| { x * x };
4092
4093     twice(5i, square); // evaluates to 50
4094 }
4095 ```
4096
4097 Let's break example down, starting with `main`:
4098
4099 ```{rust}
4100 let square = |x: int| { x * x };
4101 ```
4102
4103 We've seen this before. We make a closure that takes an integer, and returns
4104 its square.
4105
4106 ```{rust,ignore}
4107 twice(5i, square); // evaluates to 50
4108 ```
4109
4110 This line is more interesting. Here, we call our function, `twice`, and we pass
4111 it two arguments: an integer, `5`, and our closure, `square`. This is just like
4112 passing any other two variable bindings to a function, but if you've never
4113 worked with closures before, it can seem a little complex. Just think: "I'm
4114 passing two variables, one is an int, and one is a function."
4115
4116 Next, let's look at how `twice` is defined:
4117
4118 ```{rust,ignore}
4119 fn twice(x: int, f: |int| -> int) -> int {
4120 ```
4121
4122 `twice` takes two arguments, `x` and `f`. That's why we called it with two
4123 arguments. `x` is an `int`, we've done that a ton of times. `f` is a function,
4124 though, and that function takes an `int` and returns an `int`. Notice
4125 how the `|int| -> int` syntax looks a lot like our definition of `square`
4126 above, if we added the return type in:
4127
4128 ```{rust}
4129 let square = |x: int| -> int { x * x };
4130 //           |int|    -> int
4131 ```
4132
4133 This function takes an `int` and returns an `int`.
4134
4135 This is the most complicated function signature we've seen yet! Give it a read
4136 a few times until you can see how it works. It takes a teeny bit of practice, and
4137 then it's easy.
4138
4139 Finally, `twice` returns an `int` as well.
4140
4141 Okay, let's look at the body of `twice`:
4142
4143 ```{rust}
4144 fn twice(x: int, f: |int| -> int) -> int {
4145   f(x) + f(x)
4146 }
4147 ```
4148
4149 Since our closure is named `f`, we can call it just like we called our closures
4150 before. And we pass in our `x` argument to each one. Hence 'twice.'
4151
4152 If you do the math, `(5 * 5) + (5 * 5) == 50`, so that's the output we get.
4153
4154 Play around with this concept until you're comfortable with it. Rust's standard
4155 library uses lots of closures, where appropriate, so you'll be using
4156 this technique a lot.
4157
4158 If we didn't want to give `square` a name, we could also just define it inline.
4159 This example is the same as the previous one:
4160
4161 ```{rust}
4162 fn twice(x: int, f: |int| -> int) -> int {
4163     f(x) + f(x)
4164 }
4165
4166 fn main() {
4167     twice(5i, |x: int| { x * x }); // evaluates to 50
4168 }
4169 ```
4170
4171 A named function's name can be used wherever you'd use a closure. Another
4172 way of writing the previous example:
4173
4174 ```{rust}
4175 fn twice(x: int, f: |int| -> int) -> int {
4176     f(x) + f(x)
4177 }
4178
4179 fn square(x: int) -> int { x * x }
4180
4181 fn main() {
4182     twice(5i, square); // evaluates to 50
4183 }
4184 ```
4185
4186 Doing this is not particularly common, but every once in a while, it's useful.
4187
4188 That's all you need to get the hang of closures! Closures are a little bit
4189 strange at first, but once you're used to using them, you'll miss them in any
4190 language that doesn't have them. Passing functions to other functions is
4191 incredibly powerful. Next, let's look at one of those things: iterators.
4192
4193 # Iterators
4194
4195 Let's talk about loops.
4196
4197 Remember Rust's `for` loop? Here's an example:
4198
4199 ```{rust}
4200 for x in range(0i, 10i) {
4201     println!("{:d}", x);
4202 }
4203 ```
4204
4205 Now that you know more Rust, we can talk in detail about how this works. The
4206 `range` function returns an **iterator**. An iterator is something that we can
4207 call the `.next()` method on repeatedly, and it gives us a sequence of things.
4208
4209 Like this:
4210
4211 ```{rust}
4212 let mut range = range(0i, 10i);
4213
4214 loop {
4215     match range.next() {
4216         Some(x) => {
4217             println!("{}", x);
4218         }
4219         None => { break }
4220     }
4221 }
4222 ```
4223
4224 We make a mutable binding to the return value of `range`, which is our iterator.
4225 We then `loop`, with an inner `match`. This `match` is used on the result of
4226 `range.next()`, which gives us a reference to the next value of the iterator.
4227 `next` returns an `Option<int>`, in this case, which will be `Some(int)` when
4228 we have a value and `None` once we run out. If we get `Some(int)`, we print it
4229 out, and if we get `None`, we `break` out of the loop.
4230
4231 This code sample is basically the same as our `for` loop version. The `for`
4232 loop is just a handy way to write this `loop`/`match`/`break` construct.
4233
4234 `for` loops aren't the only thing that uses iterators, however. Writing your
4235 own iterator involves implementing the `Iterator` trait. While doing that is
4236 outside of the scope of this guide, Rust provides a number of useful iterators
4237 to accomplish various tasks. Before we talk about those, we should talk about a
4238 Rust anti-pattern. And that's `range`.
4239
4240 Yes, we just talked about how `range` is cool. But `range` is also very
4241 primitive. For example, if you needed to iterate over the contents of
4242 a vector, you may be tempted to write this:
4243
4244 ```{rust}
4245 let nums = vec![1i, 2i, 3i];
4246
4247 for i in range(0u, nums.len()) {
4248     println!("{}", nums[i]);
4249 }
4250 ```
4251
4252 This is strictly worse than using an actual iterator. The `.iter()` method on
4253 vectors returns an iterator which iterates through a reference to each element
4254 of the vector in turn. So write this:
4255
4256 ```{rust}
4257 let nums = vec![1i, 2i, 3i];
4258
4259 for num in nums.iter() {
4260     println!("{}", num);
4261 }
4262 ```
4263
4264 There are two reasons for this. First, this more directly expresses what we
4265 mean. We iterate through the entire vector, rather than iterating through
4266 indexes, and then indexing the vector. Second, this version is more efficient:
4267 the first version will have extra bounds checking because it used indexing,
4268 `nums[i]`. But since we yield a reference to each element of the vector in turn
4269 with the iterator, there's no bounds checking in the second example. This is
4270 very common with iterators: we can ignore unnecessary bounds checks, but still
4271 know that we're safe.
4272
4273 There's another detail here that's not 100% clear because of how `println!`
4274 works. `num` is actually of type `&int`. That is, it's a reference to an `int`,
4275 not an `int` itself. `println!` handles the dereferencing for us, so we don't
4276 see it. This code works fine too:
4277
4278 ```{rust}
4279 let nums = vec![1i, 2i, 3i];
4280
4281 for num in nums.iter() {
4282     println!("{}", *num);
4283 }
4284 ```
4285
4286 Now we're explicitly dereferencing `num`. Why does `iter()` give us references?
4287 Well, if it gave us the data itself, we would have to be its owner, which would
4288 involve making a copy of the data and giving us the copy. With references,
4289 we're just borrowing a reference to the data, and so it's just passing
4290 a reference, without needing to do the copy.
4291
4292 So, now that we've established that `range` is often not what you want, let's
4293 talk about what you do want instead.
4294
4295 There are three broad classes of things that are relevant here: iterators,
4296 **iterator adapters**, and **consumers**. Here's some definitions:
4297
4298 * 'iterators' give you a sequence of values.
4299 * 'iterator adapters' operate on an iterator, producing a new iterator with a
4300   different output sequence.
4301 * 'consumers' operate on an iterator, producing some final set of values.
4302
4303 Let's talk about consumers first, since you've already seen an iterator,
4304 `range`.
4305
4306 ## Consumers
4307
4308 A 'consumer' operates on an iterator, returning some kind of value or values.
4309 The most common consumer is `collect()`. This code doesn't quite compile,
4310 but it shows the intention:
4311
4312 ```{rust,ignore}
4313 let one_to_one_hundred = range(0i, 100i).collect();
4314 ```
4315
4316 As you can see, we call `collect()` on our iterator. `collect()` takes
4317 as many values as the iterator will give it, and returns a collection
4318 of the results. So why won't this compile? Rust can't determine what
4319 type of things you want to collect, and so you need to let it know.
4320 Here's the version that does compile:
4321
4322 ```{rust}
4323 let one_to_one_hundred = range(0i, 100i).collect::<Vec<int>>();
4324 ```
4325
4326 If you remember, the `::<>` syntax allows us to give a type hint,
4327 and so we tell it that we want a vector of integers.
4328
4329 `collect()` is the most common consumer, but there are others too. `find()`
4330 is one:
4331
4332 ```{rust}
4333 let one_to_one_hundred = range(0i, 100i);
4334
4335 let greater_than_forty_two = range(0i, 100i)
4336                              .find(|x| *x >= 42);
4337
4338 match greater_than_forty_two {
4339     Some(_) => println!("We got some numbers!"),
4340     None    => println!("No numbers found :("),
4341 }
4342 ```
4343
4344 `find` takes a closure, and works on a reference to each element of an
4345 iterator. This closure returns `true` if the element is the element we're
4346 looking for, and `false` otherwise. Because we might not find a matching
4347 element, `find` returns an `Option` rather than the element itself.
4348
4349 Another important consumer is `fold`. Here's what it looks like:
4350
4351 ```{rust}
4352 let sum = range(1i, 100i)
4353               .fold(0i, |sum, x| sum + x);
4354 ```
4355
4356 `fold()` is a consumer that looks like this:
4357 `fold(base, |accumulator, element| ...)`. It takes two arguments: the first
4358 is an element called the "base". The second is a closure that itself takes two
4359 arguments: the first is called the "accumulator," and the second is an
4360 "element." Upon each iteration, the closure is called, and the result is the
4361 value of the accumulator on the next iteration. On the first iteration, the
4362 base is the value of the accumulator.
4363
4364 Okay, that's a bit confusing. Let's examine the values of all of these things
4365 in this iterator:
4366
4367 | base | accumulator | element | closure result |
4368 |------|-------------|---------|----------------|
4369 | 0i   | 0i          | 1i      | 1i             |
4370 | 0i   | 1i          | 2i      | 3i             |
4371 | 0i   | 3i          | 3i      | 6i             |
4372
4373 We called `fold()` with these arguments:
4374
4375 ```{rust}
4376 # range(1i, 5i)
4377 .fold(0i, |sum, x| sum + x);
4378 ```
4379
4380 So, `0i` is our base, `sum` is our accumulator, and `x` is our element.  On the
4381 first iteration, we set `sum` to `0i`, and `x` is the first element of `nums`,
4382 `1i`. We then add `sum` and `x`, which gives us `0i + 1i = 1i`. On the second
4383 iteration, that value becomes our accumulator, `sum`, and the element is
4384 the second element of the array, `2i`. `1i + 2i = 3i`, and so that becomes
4385 the value of the accumulator for the last iteration. On that iteration,
4386 `x` is the last element, `3i`, and `3i + 3i = 6i`, which is our final
4387 result for our sum. `1 + 2 + 3 = 6`, and that's the result we got.
4388
4389 Whew. `fold` can be a bit strange the first few times you see it, but once it
4390 clicks, you can use it all over the place. Any time you have a list of things,
4391 and you want a single result, `fold` is appropriate.
4392
4393 Consumers are important due to one additional property of iterators we haven't
4394 talked about yet: laziness. Let's talk some more about iterators, and you'll
4395 see why consumers matter.
4396
4397 ## Iterators
4398
4399 As we've said before, an iterator is something that we can call the `.next()`
4400 method on repeatedly, and it gives us a sequence of things. Because you need
4401 to call the method, this means that iterators are **lazy**. This code, for
4402 example, does not actually generate the numbers `1-100`, and just creates a
4403 value that represents the sequence:
4404
4405 ```{rust}
4406 let nums = range(1i, 100i);
4407 ```
4408
4409 Since we didn't do anything with the range, it didn't generate the sequence.
4410 Once we add the consumer:
4411
4412 ```{rust}
4413 let nums = range(1i, 100i).collect::<Vec<int>>();
4414 ```
4415
4416 Now, `collect()` will require that `range()` give it some numbers, and so
4417 it will do the work of generating the sequence.
4418
4419 `range` is one of two basic iterators that you'll see. The other is `iter()`,
4420 which you've used before. `iter()` can turn a vector into a simple iterator
4421 that gives you each element in turn:
4422
4423 ```{rust}
4424 let nums = [1i, 2i, 3i];
4425
4426 for num in nums.iter() {
4427    println!("{}", num);
4428 }
4429 ```
4430
4431 These two basic iterators should serve you well. There are some more
4432 advanced iterators, including ones that are infinite. Like `count`:
4433
4434 ```{rust}
4435 std::iter::count(1i, 5i);
4436 ```
4437
4438 This iterator counts up from one, adding five each time. It will give
4439 you a new integer every time, forever. Well, technically, until the
4440 maximum number that an `int` can represent. But since iterators are lazy,
4441 that's okay! You probably don't want to use `collect()` on it, though...
4442
4443 That's enough about iterators. Iterator adapters are the last concept
4444 we need to talk about with regards to iterators. Let's get to it!
4445
4446 ## Iterator adapters
4447
4448 "Iterator adapters" take an iterator and modify it somehow, producing
4449 a new iterator. The simplest one is called `map`:
4450
4451 ```{rust,ignore}
4452 range(1i, 100i).map(|x| x + 1i);
4453 ```
4454
4455 `map` is called upon another iterator, and produces a new iterator where each
4456 element reference has the closure it's been given as an argument called on it.
4457 So this would give us the numbers from `2-101`. Well, almost! If you
4458 compile the example, you'll get a warning:
4459
4460 ```{notrust,ignore}
4461 2:37 warning: unused result which must be used: iterator adaptors are lazy and
4462               do nothing unless consumed, #[warn(unused_must_use)] on by default
4463  range(1i, 100i).map(|x| x + 1i);
4464  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4465 ```
4466
4467 Laziness strikes again! That closure will never execute. This example
4468 doesn't print any numbers:
4469
4470 ```{rust,ignore}
4471 range(1i, 100i).map(|x| println!("{}", x));
4472 ```
4473
4474 If you are trying to execute a closure on an iterator for its side effects,
4475 just use `for` instead.
4476
4477 There are tons of interesting iterator adapters. `take(n)` will get the
4478 first `n` items out of an iterator, and return them as a list. Let's
4479 try it out with our infinite iterator from before, `count()`:
4480
4481 ```{rust}
4482 for i in std::iter::count(1i, 5i).take(5) {
4483     println!("{}", i);
4484 }
4485 ```
4486
4487 This will print
4488
4489 ```{notrust,ignore}
4490 1
4491 6
4492 11
4493 16
4494 21
4495 ```
4496
4497 `filter()` is an adapter that takes a closure as an argument. This closure
4498 returns `true` or `false`. The new iterator `filter()` produces returns
4499 only the elements that that closure returned `true` for:
4500
4501 ```{rust}
4502 for i in range(1i, 100i).filter(|x| x % 2 == 0) {
4503     println!("{}", i);
4504 }
4505 ```
4506
4507 This will print all of the even numbers between one and a hundred.
4508
4509 You can chain all three things together: start with an iterator, adapt it
4510 a few times, and then consume the result. Check it out:
4511
4512 ```{rust}
4513 range(1i, 1000i)
4514     .filter(|x| x % 2 == 0)
4515     .filter(|x| x % 3 == 0)
4516     .take(5)
4517     .collect::<Vec<int>>();
4518 ```
4519
4520 This will give you a vector containing `6`, `12`, `18`, `24`, and `30`.
4521
4522 This is just a small taste of what iterators, iterator adapters, and consumers
4523 can help you with. There are a number of really useful iterators, and you can
4524 write your own as well. Iterators provide a safe, efficient way to manipulate
4525 all kinds of lists. They're a little unusual at first, but if you play with
4526 them, you'll get hooked. For a full list of the different iterators and
4527 consumers, check out the [iterator module documentation](std/iter/index.html).
4528
4529 # Generics
4530
4531 Sometimes, when writing a function or data type, we may want it to work for
4532 multiple types of arguments. For example, remember our `OptionalInt` type?
4533
4534 ```{rust}
4535 enum OptionalInt {
4536     Value(int),
4537     Missing,
4538 }
4539 ```
4540
4541 If we wanted to also have an `OptionalFloat64`, we would need a new enum:
4542
4543 ```{rust}
4544 enum OptionalFloat64 {
4545     Valuef64(f64),
4546     Missingf64,
4547 }
4548 ```
4549
4550 This is really unfortunate. Luckily, Rust has a feature that gives us a better
4551 way: generics. Generics are called **parametric polymorphism** in type theory,
4552 which means that they are types or functions that have multiple forms ("poly"
4553 is multiple, "morph" is form) over a given parameter ("parametric").
4554
4555 Anyway, enough with type theory declarations, let's check out the generic form
4556 of `OptionalInt`. It is actually provided by Rust itself, and looks like this:
4557
4558 ```rust
4559 enum Option<T> {
4560     Some(T),
4561     None,
4562 }
4563 ```
4564
4565 The `<T>` part, which you've seen a few times before, indicates that this is
4566 a generic data type. Inside the declaration of our enum, wherever we see a `T`,
4567 we substitute that type for the same type used in the generic. Here's an
4568 example of using `Option<T>`, with some extra type annotations:
4569
4570 ```{rust}
4571 let x: Option<int> = Some(5i);
4572 ```
4573
4574 In the type declaration, we say `Option<int>`. Note how similar this looks to
4575 `Option<T>`. So, in this particular `Option`, `T` has the value of `int`. On
4576 the right hand side of the binding, we do make a `Some(T)`, where `T` is `5i`.
4577 Since that's an `int`, the two sides match, and Rust is happy. If they didn't
4578 match, we'd get an error:
4579
4580 ```{rust,ignore}
4581 let x: Option<f64> = Some(5i);
4582 // error: mismatched types: expected `core::option::Option<f64>`
4583 // but found `core::option::Option<int>` (expected f64 but found int)
4584 ```
4585
4586 That doesn't mean we can't make `Option<T>`s that hold an `f64`! They just have to
4587 match up:
4588
4589 ```{rust}
4590 let x: Option<int> = Some(5i);
4591 let y: Option<f64> = Some(5.0f64);
4592 ```
4593
4594 This is just fine. One definition, multiple uses.
4595
4596 Generics don't have to only be generic over one type. Consider Rust's built-in
4597 `Result<T, E>` type:
4598
4599 ```{rust}
4600 enum Result<T, E> {
4601     Ok(T),
4602     Err(E),
4603 }
4604 ```
4605
4606 This type is generic over _two_ types: `T` and `E`. By the way, the capital letters
4607 can be any letter you'd like. We could define `Result<T, E>` as:
4608
4609 ```{rust}
4610 enum Result<H, N> {
4611     Ok(H),
4612     Err(N),
4613 }
4614 ```
4615
4616 if we wanted to. Convention says that the first generic parameter should be
4617 `T`, for 'type,' and that we use `E` for 'error.' Rust doesn't care, however.
4618
4619 The `Result<T, E>` type is intended to
4620 be used to return the result of a computation, and to have the ability to
4621 return an error if it didn't work out. Here's an example:
4622
4623 ```{rust}
4624 let x: Result<f64, String> = Ok(2.3f64);
4625 let y: Result<f64, String> = Err("There was an error.".to_string());
4626 ```
4627
4628 This particular Result will return an `f64` if there's a success, and a
4629 `String` if there's a failure. Let's write a function that uses `Result<T, E>`:
4630
4631 ```{rust}
4632 fn inverse(x: f64) -> Result<f64, String> {
4633     if x == 0.0f64 { return Err("x cannot be zero!".to_string()); }
4634
4635     Ok(1.0f64 / x)
4636 }
4637 ```
4638
4639 We don't want to take the inverse of zero, so we check to make sure that we
4640 weren't passed zero. If we were, then we return an `Err`, with a message. If
4641 it's okay, we return an `Ok`, with the answer.
4642
4643 Why does this matter? Well, remember how `match` does exhaustive matches?
4644 Here's how this function gets used:
4645
4646 ```{rust}
4647 # fn inverse(x: f64) -> Result<f64, String> {
4648 #     if x == 0.0f64 { return Err("x cannot be zero!".to_string()); }
4649 #     Ok(1.0f64 / x)
4650 # }
4651 let x = inverse(25.0f64);
4652
4653 match x {
4654     Ok(x) => println!("The inverse of 25 is {}", x),
4655     Err(msg) => println!("Error: {}", msg),
4656 }
4657 ```
4658
4659 The `match` enforces that we handle the `Err` case. In addition, because the
4660 answer is wrapped up in an `Ok`, we can't just use the result without doing
4661 the match:
4662
4663 ```{rust,ignore}
4664 let x = inverse(25.0f64);
4665 println!("{}", x + 2.0f64); // error: binary operation `+` cannot be applied
4666            // to type `core::result::Result<f64,collections::string::String>`
4667 ```
4668
4669 This function is great, but there's one other problem: it only works for 64 bit
4670 floating point values. What if we wanted to handle 32 bit floating point as
4671 well? We'd have to write this:
4672
4673 ```{rust}
4674 fn inverse32(x: f32) -> Result<f32, String> {
4675     if x == 0.0f32 { return Err("x cannot be zero!".to_string()); }
4676
4677     Ok(1.0f32 / x)
4678 }
4679 ```
4680
4681 Bummer. What we need is a **generic function**. Luckily, we can write one!
4682 However, it won't _quite_ work yet. Before we get into that, let's talk syntax.
4683 A generic version of `inverse` would look something like this:
4684
4685 ```{rust,ignore}
4686 fn inverse<T>(x: T) -> Result<T, String> {
4687     if x == 0.0 { return Err("x cannot be zero!".to_string()); }
4688
4689     Ok(1.0 / x)
4690 }
4691 ```
4692
4693 Just like how we had `Option<T>`, we use a similar syntax for `inverse<T>`.
4694 We can then use `T` inside the rest of the signature: `x` has type `T`, and half
4695 of the `Result` has type `T`. However, if we try to compile that example, we'll get
4696 an error:
4697
4698 ```{notrust,ignore}
4699 error: binary operation `==` cannot be applied to type `T`
4700 ```
4701
4702 Because `T` can be _any_ type, it may be a type that doesn't implement `==`,
4703 and therefore, the first line would be wrong. What do we do?
4704
4705 To fix this example, we need to learn about another Rust feature: traits.
4706
4707 # Traits
4708
4709 Do you remember the `impl` keyword, used to call a function with method
4710 syntax?
4711
4712 ```{rust}
4713 struct Circle {
4714     x: f64,
4715     y: f64,
4716     radius: f64,
4717 }
4718
4719 impl Circle {
4720     fn area(&self) -> f64 {
4721         std::f64::consts::PI * (self.radius * self.radius)
4722     }
4723 }
4724 ```
4725
4726 Traits are similar, except that we define a trait with just the method
4727 signature, then implement the trait for that struct. Like this:
4728
4729 ```{rust}
4730 struct Circle {
4731     x: f64,
4732     y: f64,
4733     radius: f64,
4734 }
4735
4736 trait HasArea {
4737     fn area(&self) -> f64;
4738 }
4739
4740 impl HasArea for Circle {
4741     fn area(&self) -> f64 {
4742         std::f64::consts::PI * (self.radius * self.radius)
4743     }
4744 }
4745 ```
4746
4747 As you can see, the `trait` block looks very similar to the `impl` block,
4748 but we don't define a body, just a type signature. When we `impl` a trait,
4749 we use `impl Trait for Item`, rather than just `impl Item`.
4750
4751 So what's the big deal? Remember the error we were getting with our generic
4752 `inverse` function?
4753
4754 ```{notrust,ignore}
4755 error: binary operation `==` cannot be applied to type `T`
4756 ```
4757
4758 We can use traits to constrain our generics. Consider this function, which
4759 does not compile, and gives us a similar error:
4760
4761 ```{rust,ignore}
4762 fn print_area<T>(shape: T) {
4763     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
4764 }
4765 ```
4766
4767 Rust complains:
4768
4769 ```{notrust,ignore}
4770 error: type `T` does not implement any method in scope named `area`
4771 ```
4772
4773 Because `T` can be any type, we can't be sure that it implements the `area`
4774 method. But we can add a **trait constraint** to our generic `T`, ensuring
4775 that it does:
4776
4777 ```{rust}
4778 # trait HasArea {
4779 #     fn area(&self) -> f64;
4780 # }
4781 fn print_area<T: HasArea>(shape: T) {
4782     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
4783 }
4784 ```
4785
4786 The syntax `<T: HasArea>` means `any type that implements the HasArea trait`.
4787 Because traits define function type signatures, we can be sure that any type
4788 which implements `HasArea` will have an `.area()` method.
4789
4790 Here's an extended example of how this works:
4791
4792 ```{rust}
4793 trait HasArea {
4794     fn area(&self) -> f64;
4795 }
4796
4797 struct Circle {
4798     x: f64,
4799     y: f64,
4800     radius: f64,
4801 }
4802
4803 impl HasArea for Circle {
4804     fn area(&self) -> f64 {
4805         std::f64::consts::PI * (self.radius * self.radius)
4806     }
4807 }
4808
4809 struct Square {
4810     x: f64,
4811     y: f64,
4812     side: f64,
4813 }
4814
4815 impl HasArea for Square {
4816     fn area(&self) -> f64 {
4817         self.side * self.side
4818     }
4819 }
4820
4821 fn print_area<T: HasArea>(shape: T) {
4822     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
4823 }
4824
4825 fn main() {
4826     let c = Circle {
4827         x: 0.0f64,
4828         y: 0.0f64,
4829         radius: 1.0f64,
4830     };
4831
4832     let s = Square {
4833         x: 0.0f64,
4834         y: 0.0f64,
4835         side: 1.0f64,
4836     };
4837
4838     print_area(c);
4839     print_area(s);
4840 }
4841 ```
4842
4843 This program outputs:
4844
4845 ```{notrust,ignore}
4846 This shape has an area of 3.141593
4847 This shape has an area of 1
4848 ```
4849
4850 As you can see, `print_area` is now generic, but also ensures that we
4851 have passed in the correct types. If we pass in an incorrect type:
4852
4853 ```{rust,ignore}
4854 print_area(5i);
4855 ```
4856
4857 We get a compile-time error:
4858
4859 ```{notrust,ignore}
4860 error: failed to find an implementation of trait main::HasArea for int
4861 ```
4862
4863 So far, we've only added trait implementations to structs, but you can
4864 implement a trait for any type. So technically, we _could_ implement
4865 `HasArea` for `int`:
4866
4867 ```{rust}
4868 trait HasArea {
4869     fn area(&self) -> f64;
4870 }
4871
4872 impl HasArea for int {
4873     fn area(&self) -> f64 {
4874         println!("this is silly");
4875
4876         *self as f64
4877     }
4878 }
4879
4880 5i.area();
4881 ```
4882
4883 It is considered poor style to implement methods on such primitive types, even
4884 though it is possible.
4885
4886 This may seem like the Wild West, but there are two other restrictions around
4887 implementing traits that prevent this from getting out of hand. First, traits
4888 must be `use`d in any scope where you wish to use the trait's method. So for
4889 example, this does not work:
4890
4891 ```{rust,ignore}
4892 mod shapes {
4893     use std::f64::consts;
4894
4895     trait HasArea {
4896         fn area(&self) -> f64;
4897     }
4898
4899     struct Circle {
4900         x: f64,
4901         y: f64,
4902         radius: f64,
4903     }
4904
4905     impl HasArea for Circle {
4906         fn area(&self) -> f64 {
4907             consts::PI * (self.radius * self.radius)
4908         }
4909     }
4910 }
4911
4912 fn main() {
4913     let c = shapes::Circle {
4914         x: 0.0f64,
4915         y: 0.0f64,
4916         radius: 1.0f64,
4917     };
4918
4919     println!("{}", c.area());
4920 }
4921 ```
4922
4923 Now that we've moved the structs and traits into their own module, we get an
4924 error:
4925
4926 ```{notrust,ignore}
4927 error: type `shapes::Circle` does not implement any method in scope named `area`
4928 ```
4929
4930 If we add a `use` line right above `main` and make the right things public,
4931 everything is fine:
4932
4933 ```{rust}
4934 use shapes::HasArea;
4935
4936 mod shapes {
4937     use std::f64::consts;
4938
4939     pub trait HasArea {
4940         fn area(&self) -> f64;
4941     }
4942
4943     pub struct Circle {
4944         pub x: f64,
4945         pub y: f64,
4946         pub radius: f64,
4947     }
4948
4949     impl HasArea for Circle {
4950         fn area(&self) -> f64 {
4951             consts::PI * (self.radius * self.radius)
4952         }
4953     }
4954 }
4955
4956
4957 fn main() {
4958     let c = shapes::Circle {
4959         x: 0.0f64,
4960         y: 0.0f64,
4961         radius: 1.0f64,
4962     };
4963
4964     println!("{}", c.area());
4965 }
4966 ```
4967
4968 This means that even if someone does something bad like add methods to `int`,
4969 it won't affect you, unless you `use` that trait.
4970
4971 There's one more restriction on implementing traits. Either the trait or the
4972 type you're writing the `impl` for must be inside your crate. So, we could
4973 implement the `HasArea` type for `int`, because `HasArea` is in our crate.  But
4974 if we tried to implement `Float`, a trait provided by Rust, for `int`, we could
4975 not, because both the trait and the type aren't in our crate.
4976
4977 One last thing about traits: generic functions with a trait bound use
4978 **monomorphization** ("mono": one, "morph": form), so they are statically
4979 dispatched. What's that mean? Well, let's take a look at `print_area` again:
4980
4981 ```{rust,ignore}
4982 fn print_area<T: HasArea>(shape: T) {
4983     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
4984 }
4985
4986 fn main() {
4987     let c = Circle { ... };
4988
4989     let s = Square { ... };
4990
4991     print_area(c);
4992     print_area(s);
4993 }
4994 ```
4995
4996 When we use this trait with `Circle` and `Square`, Rust ends up generating
4997 two different functions with the concrete type, and replacing the call sites with
4998 calls to the concrete implementations. In other words, you get something like
4999 this:
5000
5001 ```{rust,ignore}
5002 fn __print_area_circle(shape: Circle) {
5003     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
5004 }
5005
5006 fn __print_area_square(shape: Square) {
5007     println!("This shape has an area of {}", shape.area());
5008 }
5009
5010 fn main() {
5011     let c = Circle { ... };
5012
5013     let s = Square { ... };
5014
5015     __print_area_circle(c);
5016     __print_area_square(s);
5017 }
5018 ```
5019
5020 The names don't actually change to this, it's just for illustration. But
5021 as you can see, there's no overhead of deciding which version to call here,
5022 hence 'statically dispatched.' The downside is that we have two copies of
5023 the same function, so our binary is a little bit larger.
5024
5025 # Tasks
5026
5027 Concurrency and parallelism are topics that are of increasing interest to a
5028 broad subsection of software developers. Modern computers are often multi-core,
5029 to the point that even embedded devices like cell phones have more than one
5030 processor. Rust's semantics lend themselves very nicely to solving a number of
5031 issues that programmers have with concurrency. Many concurrency errors that are
5032 runtime errors in other languages are compile-time errors in Rust.
5033
5034 Rust's concurrency primitive is called a **task**. Tasks are lightweight, and
5035 do not share memory in an unsafe manner, preferring message passing to
5036 communicate.  It's worth noting that tasks are implemented as a library, and
5037 not part of the language.  This means that in the future, other concurrency
5038 libraries can be written for Rust to help in specific scenarios.  Here's an
5039 example of creating a task:
5040
5041 ```{rust}
5042 spawn(proc() {
5043     println!("Hello from a task!");
5044 });
5045 ```
5046
5047 The `spawn` function takes a proc as an argument, and runs that proc in a new
5048 task. A proc takes ownership of its entire environment, and so any variables
5049 that you use inside the proc will not be usable afterward:
5050
5051 ```{rust,ignore}
5052 let mut x = vec![1i, 2i, 3i];
5053
5054 spawn(proc() {
5055     println!("The value of x[0] is: {}", x[0]);
5056 });
5057
5058 println!("The value of x[0] is: {}", x[0]); // error: use of moved value: `x`
5059 ```
5060
5061 `x` is now owned by the proc, and so we can't use it anymore. Many other
5062 languages would let us do this, but it's not safe to do so. Rust's type system
5063 catches the error.
5064
5065 If tasks were only able to capture these values, they wouldn't be very useful.
5066 Luckily, tasks can communicate with each other through **channel**s. Channels
5067 work like this:
5068
5069 ```{rust}
5070 let (tx, rx) = channel();
5071
5072 spawn(proc() {
5073     tx.send("Hello from a task!".to_string());
5074 });
5075
5076 let message = rx.recv();
5077 println!("{}", message);
5078 ```
5079
5080 The `channel()` function returns two endpoints: a `Receiver<T>` and a
5081 `Sender<T>`. You can use the `.send()` method on the `Sender<T>` end, and
5082 receive the message on the `Receiver<T>` side with the `recv()` method.  This
5083 method blocks until it gets a message. There's a similar method, `.try_recv()`,
5084 which returns an `Option<T>` and does not block.
5085
5086 If you want to send messages to the task as well, create two channels!
5087
5088 ```{rust}
5089 let (tx1, rx1) = channel();
5090 let (tx2, rx2) = channel();
5091
5092 spawn(proc() {
5093     tx1.send("Hello from a task!".to_string());
5094     let message = rx2.recv();
5095     println!("{}", message);
5096 });
5097
5098 let message = rx1.recv();
5099 println!("{}", message);
5100
5101 tx2.send("Goodbye from main!".to_string());
5102 ```
5103
5104 The proc has one sending end and one receiving end, and the main task has one
5105 of each as well. Now they can talk back and forth in whatever way they wish.
5106
5107 Notice as well that because `Sender` and `Receiver` are generic, while you can
5108 pass any kind of information through the channel, the ends are strongly typed.
5109 If you try to pass a string, and then an integer, Rust will complain.
5110
5111 ## Futures
5112
5113 With these basic primitives, many different concurrency patterns can be
5114 developed. Rust includes some of these types in its standard library. For
5115 example, if you wish to compute some value in the background, `Future` is
5116 a useful thing to use:
5117
5118 ```{rust}
5119 use std::sync::Future;
5120
5121 let mut delayed_value = Future::spawn(proc() {
5122     // just return anything for examples' sake
5123
5124     12345i
5125 });
5126 println!("value = {}", delayed_value.get());
5127 ```
5128
5129 Calling `Future::spawn` works just like `spawn()`: it takes a proc. In this
5130 case, though, you don't need to mess with the channel: just have the proc
5131 return the value.
5132
5133 `Future::spawn` will return a value which we can bind with `let`. It needs
5134 to be mutable, because once the value is computed, it saves a copy of the
5135 value, and if it were immutable, it couldn't update itself.
5136
5137 The proc will go on processing in the background, and when we need the final
5138 value, we can call `get()` on it. This will block until the result is done,
5139 but if it's finished computing in the background, we'll just get the value
5140 immediately.
5141
5142 ## Success and failure
5143
5144 Tasks don't always succeed, they can also fail. A task that wishes to fail
5145 can call the `fail!` macro, passing a message:
5146
5147 ```{rust}
5148 spawn(proc() {
5149     fail!("Nope.");
5150 });
5151 ```
5152
5153 If a task fails, it is not possible for it to recover. However, it can
5154 notify other tasks that it has failed. We can do this with `task::try`:
5155
5156 ```{rust}
5157 use std::task;
5158 use std::rand;
5159
5160 let result = task::try(proc() {
5161     if rand::random() {
5162         println!("OK");
5163     } else {
5164         fail!("oops!");
5165     }
5166 });
5167 ```
5168
5169 This task will randomly fail or succeed. `task::try` returns a `Result`
5170 type, so we can handle the response like any other computation that may
5171 fail.
5172
5173 # Macros
5174
5175 One of Rust's most advanced features is its system of **macro**s. While
5176 functions allow you to provide abstractions over values and operations, macros
5177 allow you to provide abstractions over syntax. Do you wish Rust had the ability
5178 to do something that it can't currently do? You may be able to write a macro
5179 to extend Rust's capabilities.
5180
5181 You've already used one macro extensively: `println!`. When we invoke
5182 a Rust macro, we need to use the exclamation mark (`!`). There's two reasons
5183 that this is true: the first is that it makes it clear when you're using a
5184 macro. The second is that macros allow for flexible syntax, and so Rust must
5185 be able to tell where a macro starts and ends. The `!(...)` helps with this.
5186
5187 Let's talk some more about `println!`. We could have implemented `println!` as
5188 a function, but it would be worse. Why? Well, what macros allow you to do
5189 is write code that generates more code. So when we call `println!` like this:
5190
5191 ```{rust}
5192 let x = 5i;
5193 println!("x is: {}", x);
5194 ```
5195
5196 The `println!` macro does a few things:
5197
5198 1. It parses the string to find any `{}`s
5199 2. It checks that the number of `{}`s matches the number of other arguments.
5200 3. It generates a bunch of Rust code, taking this in mind.
5201
5202 What this means is that you get type checking at compile time, because
5203 Rust will generate code that takes all of the types into account. If
5204 `println!` was a function, it could still do this type checking, but it
5205 would happen at run time rather than compile time.
5206
5207 We can check this out using a special flag to `rustc`. This code, in a file
5208 `print.rs`:
5209
5210 ```{rust}
5211 fn main() {
5212     let x = "Hello";
5213     println!("x is: {:s}", x);
5214 }
5215 ```
5216
5217 Can have its macros expanded like this: `rustc print.rs --pretty=expanded`, will
5218 give us this huge result:
5219
5220 ```{rust,ignore}
5221 #![feature(phase)]
5222 #![no_std]
5223 #![feature(globs)]
5224 #[phase(plugin, link)]
5225 extern crate std = "std";
5226 extern crate rt = "native";
5227 use std::prelude::*;
5228 fn main() {
5229     let x = "Hello";
5230     match (&x,) {
5231         (__arg0,) => {
5232             #[inline]
5233             #[allow(dead_code)]
5234             static __STATIC_FMTSTR: [::std::fmt::rt::Piece<'static>, ..2u] =
5235                 [::std::fmt::rt::String("x is: "),
5236                  ::std::fmt::rt::Argument(::std::fmt::rt::Argument{position:
5237                                                                        ::std::fmt::rt::ArgumentNext,
5238                                                                    format:
5239                                                                        ::std::fmt::rt::FormatSpec{fill:
5240                                                                                                       ' ',
5241                                                                                                   align:
5242                                                                                                       ::std::fmt::rt::AlignUnknown,
5243                                                                                                   flags:
5244                                                                                                       0u,
5245                                                                                                   precision:
5246                                                                                                       ::std::fmt::rt::CountImplied,
5247                                                                                                   width:
5248                                                                                                       ::std::fmt::rt::CountImplied,},})];
5249             let __args_vec =
5250                 &[::std::fmt::argument(::std::fmt::secret_string, __arg0)];
5251             let __args =
5252                 unsafe {
5253                     ::std::fmt::Arguments::new(__STATIC_FMTSTR, __args_vec)
5254                 };
5255             ::std::io::stdio::println_args(&__args)
5256         }
5257     };
5258 }
5259 ```
5260
5261 Intense. Here's a trimmed down version that's a bit easier to read:
5262
5263 ```{rust,ignore}
5264 fn main() {
5265     let x = 5i;
5266     match (&x,) {
5267         (__arg0,) => {
5268             static __STATIC_FMTSTR:  =
5269                 [String("x is: "),
5270                  Argument(Argument {
5271                     position: ArgumentNext,
5272                     format: FormatSpec {
5273                         fill: ' ',
5274                         align: AlignUnknown,
5275                         flags: 0u,
5276                         precision: CountImplied,
5277                         width: CountImplied,
5278                     },
5279                 },
5280                ];
5281             let __args_vec = &[argument(secret_string, __arg0)];
5282             let __args = unsafe { Arguments::new(__STATIC_FMTSTR, __args_vec) };
5283
5284             println_args(&__args)
5285         }
5286     };
5287 }
5288 ```
5289
5290 Whew! This isn't too terrible. You can see that we still `let x = 5i`,
5291 but then things get a little bit hairy. Three more bindings get set: a
5292 static format string, an argument vector, and the arguments. We then
5293 invoke the `println_args` function with the generated arguments.
5294
5295 This is the code (well, the full version) that Rust actually compiles. You can
5296 see all of the extra information that's here. We get all of the type safety and
5297 options that it provides, but at compile time, and without needing to type all
5298 of this out. This is how macros are powerful. Without them, you would need to
5299 type all of this by hand to get a type checked `println`.
5300
5301 For more on macros, please consult [the Macros Guide](guide-macros.html).
5302 Macros are a very advanced and still slightly experimental feature, but don't
5303 require a deep understanding to call, since they look just like functions. The
5304 Guide can help you if you want to write your own.
5305
5306 # Unsafe
5307
5308 Finally, there's one more Rust concept that you should be aware of: `unsafe`.
5309 There are two circumstances where Rust's safety provisions don't work well.
5310 The first is when interfacing with C code, and the second is when building
5311 certain kinds of abstractions.
5312
5313 Rust has support for FFI (which you can read about in the [FFI
5314 Guide](guide-ffi.html)), but can't guarantee that the C code will be safe.
5315 Therefore, Rust marks such functions with the `unsafe`
5316 keyword, which indicates that the function may not behave properly.
5317
5318 Second, if you'd like to create some sort of shared-memory data structure, Rust
5319 won't allow it, because memory must be owned by a single owner. However, if
5320 you're planning on making access to that shared memory safe, such as with a
5321 mutex, _you_ know that it's safe, but Rust can't know. Writing an `unsafe`
5322 block allows you to ask the compiler to trust you. In this case, the _internal_
5323 implementation of the mutex is considered unsafe, but the _external_ interface
5324 we present is safe. This allows it to be effectively used in normal Rust, while
5325 being able to implement functionality that the compiler can't double check for
5326 us.
5327
5328 Doesn't an escape hatch undermine the safety of the entire system? Well, if
5329 Rust code segfaults, it _must_ be because of unsafe code somewhere. By
5330 annotating exactly where that is, you have a significantly smaller area to
5331 search.
5332
5333 We haven't even talked about any examples here, and that's because I want to
5334 emphasize that you should not be writing unsafe code unless you know exactly
5335 what you're doing. The vast majority of Rust developers will only interact with
5336 it when doing FFI, and advanced library authors may use it to build certain
5337 kinds of abstraction.
5338
5339 # Conclusion
5340
5341 We covered a lot of ground here. When you've mastered everything in this Guide,
5342 you will have a firm grasp of basic Rust development. There's a whole lot more
5343 out there, we've just covered the surface. There's tons of topics that you can
5344 dig deeper into, and we've built specialized guides for many of them. To learn
5345 more, dig into the [full documentation
5346 index](http://doc.rust-lang.org/index.html).
5347
5348 Happy hacking!