14-组织代码：模块与包

组织代码：模块与包

原理

Rust 的模块系统是纯编译期概念。编译器将多个 .rs 文件按 mod 声明构建为 crate 树。src/main.rs 和 src/lib.rs 作为 crate 根（root），编译器以此为起点递归解析模块。

打包层次：Package > Crate > Module

• Package：包含 Cargo.toml 的目录，可包含 1 个 lib crate + N 个 bin crate
• Crate：编译单元，rustc 每次编译一个 crate，生成 .rlib（库）或可执行文件
• Module：代码组织单元，可通过内联或文件系统拆分

pub 修饰符控制可见性。默认 private；pub(crate) 在本 crate 内可见；pub(super) 在父模块可见；pub(in path) 在指定路径可见。

use 语句在编译后不会产生任何代码，只是路径别名（相当于 C++ 的 using）。模块系统不产生运行时开销。

C: 多文件项目
动态库

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语法

内联模块

mod network {
    pub fn connect() { }
 
    fn handshake() { }  // 私有，外部不可见
}
 
fn main() {
    network::connect();
}

可见性控制

修饰符	可见范围
无	当前模块私有
pub	公开
pub(crate)	当前 crate 内
pub(super)	父模块
pub(in path)	指定路径

文件模块

// main.rs
mod animals;  // 查找 animals.rs 或 animals/mod.rs

// animals.rs
pub struct Dog { pub name: String }
impl Dog { pub fn bark(&self) { } }

目录模块

src/
  main.rs
  school/
    mod.rs        # pub mod student; pub mod teacher;
    student.rs
    teacher.rs

use 语句

use std::collections::HashMap;       // 单路径
use std::io::{self, Read, Write};    // 多路径（self = io 本身）
use std::collections::*;             // 通配符（谨慎使用）
use std::fmt::Result as FmtResult;   // 别名（解决冲突）

外部依赖

# Cargo.toml
[dependencies]
rand = "0.8"
serde = { version = "1.0", features = ["derive"] }

use rand::Rng;
fn main() {
    let n = rand::thread_rng().gen_range(1..=100);
}

常用库速览

库	用途	Cargo.toml
rand	随机数	"0.8"
serde	序列化	{ version="1.0", features=["derive"] }
regex	正则	"1"
chrono	日期时间	"0.4"
clap	CLI 参数	"4"
tokio	异步运行时	"1"

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实践

力扣问题

力扣: 力扣结构化编程题 — 多模块拆分

AI 自检

1. mod x; 发现 x.rs 和 x/mod.rs 同时存在时，编译器如何处理？
2. pub(crate) 和 pub(super) 的使用场景区别？为何 Rust 设计了层级可见性？