Rust 输出到命令行：从零开始掌握控制台输出
在学习编程语言时，最基础也最关键的一步，就是学会如何让程序“说话”。对于 Rust 这门以安全和性能著称的语言来说，输出到命令行不仅是调试的利器，更是与用户沟通的第一道桥梁。想象一下，你写了一个计算器程序，如果它运行后什么也不显示，用户根本不知道发生了什么——这就像一个没有声音的舞台剧，再精彩也无人知晓。
Rust 输出到命令行的核心工具是 println! 宏。它简单、高效，且在大多数情况下能满足日常开发需求。下面我们从最基础的语法开始，逐步深入理解其用法和进阶技巧。
基础语法：println! 宏的使用
println! 是 Rust 中最常用的输出宏，用于在控制台打印一行文本，并自动添加换行符。它的语法非常直观：
fn main() {
println!("Hello, world!"); // 输出：Hello, world!
}
代码说明：
fn main()：Rust 程序的入口函数，所有可执行程序都必须包含这个函数。println!：一个宏（macro），不是普通函数。宏在编译时会被展开成实际的代码。"Hello, world!"：字符串字面量，用双引号包裹，表示要输出的内容。
💡 小贴士：
println!后面的感叹号!是 Rust 宏的标志。所有宏都以!结尾，这是 Rust 语法的一个重要特征。
运行这段代码，你将在终端看到：
Hello, world!
这就是 Rust 输出到命令行的起点。记住，每一行输出后自动换行，不需要手动添加 \n。
格式化输出：变量与占位符的结合
仅仅输出固定文本显然不够灵活。我们常常需要将变量值嵌入到输出中。Rust 通过 format! 宏和 println! 的占位符机制来实现这一点。
示例：输出变量值
fn main() {
let name = "Alice";
let age = 25;
// 使用 {} 作为占位符，自动匹配变量顺序
println!("我的名字是 {}，今年 {} 岁。", name, age);
// 输出：我的名字是 Alice，今年 25 岁。
}
代码说明：
{}是占位符，表示这里将插入一个值。println!会按顺序将后面的参数填入对应的{}中。- 变量
name和age被自动转换为字符串形式输出。
⚠️ 注意：如果占位符数量与参数数量不匹配，编译器会报错，这正是 Rust 类型安全的体现。
高级占位符：控制输出格式
Rust 的格式化系统远不止简单的 {}。你可以通过在占位符中加入修饰符，控制输出的宽度、对齐方式、精度等。
示例：设置字段宽度与对齐
fn main() {
let price = 123.456;
// 左对齐，宽度为10个字符
println!("{:<10}", price);
// 输出：123.456
// 右对齐，宽度为10个字符
println!("{:>10}", price);
// 输出： 123.456
// 居中对齐，宽度为10个字符
println!("{:^10}", price);
// 输出： 123.456
}
代码说明：
:<10：左对齐，总宽度为 10 个字符，不足部分用空格填充。:>10：右对齐，同上。:^10：居中对齐。
这种能力在打印表格或对齐日志信息时非常实用。
输出不同类型：数字、布尔值与结构体
Rust 支持多种数据类型的格式化输出，只需在占位符中加入类型标识符。
示例：输出不同数据类型
fn main() {
let number = 42;
let is_true = true;
let pi = 3.14159265;
// 十进制整数
println!("十进制：{}", number);
// 二进制表示
println!("二进制：{:b}", number);
// 十六进制表示
println!("十六进制：{:x}", number);
// 布尔值
println!("布尔值：{}", is_true);
// 浮点数，保留 3 位小数
println!("π 的近似值：{:.3}", pi);
// 输出：π 的近似值：3.142
}
代码说明：
{:b}：输出二进制形式。{:x}：输出十六进制小写形式。:.3：控制浮点数的小数位数，只保留三位。
这些格式化选项让输出更加精确和专业。
使用 print! 与 eprintln!：控制输出流
除了 println!，Rust 还提供了两个相关宏，用于更精细地控制输出行为。
print!：不换行输出
fn main() {
print!("这是第一行");
print!("这是第二行，不换行");
// 输出：这是第一行这是第二行，不换行
}
eprintln!：输出到标准错误流
fn main() {
eprintln!("这是一个错误信息");
// 输出到 stderr，通常用于日志或错误提示
}
代码说明：
print!不自动添加换行符，适合拼接输出。eprintln!输出到标准错误（stderr），与标准输出（stdout）分离。这在调试或日志系统中非常有用，因为你可以将错误信息与正常输出分开处理。
📌 实用建议：在写 CLI 工具时，使用
eprintln!输出错误信息，避免干扰正常输出流。
实际案例：构建一个简单的命令行计算器
让我们用所学知识，写一个能接收用户输入并输出结果的简单计算器。
use std::io;
fn main() {
println!("=== 简易计算器 ===");
println!("请输入两个数字和一个运算符（+、-、*、/）");
// 读取用户输入
let mut input1 = String::new();
let mut input2 = String::new();
let mut operator = String::new();
// 从标准输入读取
println!("请输入第一个数字：");
io::stdin().read_line(&mut input1).expect("读取失败");
println!("请输入第二个数字：");
io::stdin().read_line(&mut input2).expect("读取失败");
println!("请输入运算符（+、-、*、/）：");
io::stdin().read_line(&mut operator).expect("读取失败");
// 解析输入
let num1: f64 = input1.trim().parse().expect("请输入有效的数字");
let num2: f64 = input2.trim().parse().expect("请输入有效的数字");
let op = operator.trim();
// 根据运算符执行计算
let result = match op {
"+" => num1 + num2,
"-" => num1 - num2,
"*" => num1 * num2,
"/" => {
if num2 == 0.0 {
eprintln!("错误：除数不能为零！");
return;
}
num1 / num2
}
_ => {
eprintln!("错误：不支持的运算符。");
return;
}
};
// 输出结果
println!("计算结果：{} {} {} = {}", num1, op, num2, result);
}
代码说明：
io::stdin()：获取标准输入流。read_line()：读取一行输入，存入字符串。trim()：去除前后空格和换行符，避免解析错误。parse()：尝试将字符串转换为数字类型（如 f64）。match：模式匹配，处理不同运算符。eprintln!：用于输出错误信息，避免污染正常输出。
运行这个程序，你可以输入类似：
请输入第一个数字：
10
请输入第二个数字：
5
请输入运算符（+、-、*、/）：
+
计算结果：10.0 + 5.0 = 15.0
这个例子完整展示了如何在实际项目中应用 Rust 输出到命令行的能力。
常见问题与最佳实践
1. 为什么输出不显示？
- 确保你在终端运行程序，而非在 IDE 内部运行。
- 检查是否调用了
println!，而不是print!（后者不换行）。 - 使用
std::process::exit()前，确保输出已刷新。
2. 输出乱码？
- 确保终端编码为 UTF-8。
- Rust 默认支持 Unicode，但某些旧终端可能不兼容。
3. 如何优化输出性能？
- 避免频繁调用
println!，可先拼接字符串再输出。 - 使用
format!宏预处理字符串，减少运行时开销。
总结
Rust 输出到命令行虽然看似简单，但背后蕴含了丰富的语言设计思想。从基础的 println! 到高级的格式化控制，再到对标准输出与错误流的分离处理，每一步都在为构建健壮、可维护的 CLI 应用打下基础。
掌握这些技巧，不仅能让你的程序“会说话”，还能在调试、日志、用户交互等方面游刃有余。无论是写脚本、构建工具，还是开发复杂系统，输出到命令行始终是程序员最亲密的伙伴。
当你下次运行一个 Rust 程序，看到控制台清晰地输出结果时，不妨为这门语言的简洁与强大点个赞。