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러스트

출처: The Rust Programming Language _(영문)

러스트(Rust)는 성능과 보안이 매우 강조된 정적 정형 프로그래밍 언어이며, 특히 자료형 및 메모리 관리 측에서 강점을 지닌다. 뿐만 아니라, 하드웨어 제어가 가능하다는 점에서 펌웨어 개발에도 활용할 수 있다. 이러한 특성들에 의해 C++ 언어와 유사한 성능을 지닌 동시에 훌륭한 보안성이 보장되어 마이크로소프트, 구글, 아마존 등의 주요 IT 기업의 관심과 지원을 받고 있다.

설치

러스트 프로그래밍 언어를 실행하는 데 필요한 툴체인은 공식 홈페이지에서 rustup_init.exe를 다운로드 받아 설치한다.

설치 과정에서 2013 버전 이상의 비주얼 스튜디오이 요구되는 데, 미리 Desktop development with C++ 그리고 윈도우 10 또는 11 SDK를 준비하도록 한다.

여기서 러스트 프로그래밍 언어의 툴체인(toolchain)이란, 소프트웨어 제품 개발에 활용되는 프로그래밍 도구들의 집합을 가리키며 대표적으로 다음 세 개의 명령어 프로그램이 있다.

1. rustc: 러스트 컴파일러(compiler)
2. cargo: 러스트 패키지 관리자; 프로젝트를 컴파일 및 실행한다.
3. rustup: 러스트 툴체인 관리자, 즉 위의 rustc 및 cargo 프로그램을 다른 버전으로 설치 및 선택한다.

설치가 완료되면 %UserProfile% 디렉토리에 .rustup 및 .cargo 폴더가 생성된다.

러스트 관련 디렉토리 소개_{† 파이썬에 빗대어 설명하자면 전자는 실제 파이썬 인터프리터가, 후자는 Py Launcher가 위치한 폴더에 해당한다.}

디렉토리	설명
.rustup	rustc, cargo 등을 포함한 러스트 툴체인이 실질적으로 위치하는 디렉토리이며, toolchains 하위폴더에 버전마다 나뉘어 설치된다.
.cargo	설치된 러스트 툴체인에 링크된 바이너리 파일이 위치하여, 개발자는 러스트의 전반적인 환경 구성을 그대로 유지한 채 rustup에서 선택한 버전으로 변경하여 사용할 수 있다.

통합 개발 환경

통합 개발 환경(integrated development environment; IDE)은 최소한 프로그래밍 언어의 소스 코드 편집, 프로그램 빌드, 그리고 디버깅 기능을 제공하는 소프트웨어 개발 프로그램이다. 툴체인은 러스트 코드를 컴퓨터가 실행할 수 있도록 하는 개발 도구이지만 러스트 코드 편집기는 아니다. 러스트 코드를 작성하고 프로그램으로 실행하여 문제가 발생하면 검토할 수 있는 IDE가 절대적으로 필요하다.

• 비주얼 스튜디오 코드^[참고], 일명 VS Code는 마이크로소프트에서 개발한 무료 소스 코드 편집기이다. 비록 기술적으로 IDE는 아니지만, rust-analyzer 확장도구를 설치하면 코드 자동완성, 자료형 정의, 구문 하이라이트 등의 기능들을 제공한다. 코드 디버깅을 하려면 아래를 함께 설치한다.

  • 마이크로소프트 C++ (윈도우 운영체제)
  • CodeLLDB (macOS 또는 리눅스 운영체제)

프로젝트

참고: Managing Growing Projects with Packages, Crates, and Modules - The Rust Programming Language

러스트 프로그래밍 언어는 cargo라는 공식 패키지 관리 도구를 통해 프로젝트를 관리한다.

cargo 도구의 프로젝트 관리 명령

명령어	설명
cargo build	프로젝트 빌드
cargo run	프로젝트 (빌드 및) 실행
cargo clean	프로젝트 빌드 결과물 제거 및 정리
cargo check	프로젝트 유효성 검사; 컴파일 생략으로 소모 시간을 단축하나 결과물 부재

러스트 프로그래밍은 기본적으로 디버그 모드에서 프로젝트를 빌드하고 실행하며, 컴파일 부산물들은 .\target\debug 폴더 안에 위치한다. 만일 정식 배포를 위해 최적화된 프로그램으로 빌드하기 위헤 명령어에 --release 플래그를 추가하면 .\target\release 폴더에 프로그램이 생성된다.

• VS Code 편집기에 rust-analyzer 확장도구를 사용하면 main() 진입점 위에 "▶ Run | Debug" CodeLens 표시가 나타난다. 이는 cargo를 대신하여 프로젝트를 컴파일 및 실행하는 데 활용될 수 있다.

크레이트

크레이트(crate; 화물상자)는 컴파일로 생성된 가장 작은 단위의 결과물이며, 간단히 말해 .RS 소스 파일(일명 크레이트 파일; crate file)로부터 생성된 실행 및 라이브러리 파일이다. 크레이트 파일 중에서 러스트 프로그래밍 컴파일의 근본이 되는 소스 파일을 크레이트 루트(crate root)이라고 부른다.

크레이트는 아래와 같이 두 유형으로 나뉘어진다:

이진 및 라이브러리 크레이트 비교

	이진 크레이트 (binary crate)	라이브러리 크레이트 (library crate)
설명	.EXE 실행 프로그램	.RLIB 라이브러리 파일
크레이트 루트	src/main.rs	src/lib.rs
main 진입점	⭕	❌

• std 크레이트: 일명 "러스트 표준 라이브러리(Rust Standard Library)"는 러스트 소프트웨어의 기반이 되어 자료형, 표준 매크로, 그리고 다양한 모듈을 제공한다. 모든 크레이트는 기본적으로 use 키워드를 사용해 아래와 같이 표준 라이브러리를 불러올 수 있다.

  // 표준 라이브러리의 프로세스 환경 모듈
  use std::env;

패키지

패키지(package)는 하나 이상의 크레이트를 다루는 번들(bundle)이다. 각 패키지는 여러 개의 이진 크레이트를 다룰 수 있지만, 라이브러리 크레이트는 오로지 하나만 가능하다. 패키지의 특징 중 하나는 Cargo.toml 파일을 가지고 있다는 점인데, 이는 크레이트를 어떻게 빌드를 할 것인지 설명한다.

러스트 프로그래밍에서 프로젝트를 생성한다는 것이 바로 패키지를 가리키며, 새로운 패키지를 생성하려면 아래 명령어를 입력한다.

cargo new <프로젝트명>

구문

구문(syntax)은 프로그래밍 언어에서 문자 및 기호들의 조합이 올바른 문장 또는 표현식을 구성하였는지 정의하는 규칙이다. 각 프로그래밍 언어마다 규정하는 구문이 다르며, 이를 준수하지 않을 시 해당 프로그램은 빌드되지 않거나, 실행이 되어도 오류 및 의도치 않은 동작을 수행한다.

다음은 러스트 프로그래밍 언어에서 구문에 관여하는 요소들을 소개한다:

• 표현식(expression)

  값을 반환하는 구문적 존재를 가리킨다. 표현식에 대한 결과를 도출하는 것을 평가(evaluate)라고 부른다.

  2 + 3           // 숫자 5를 반환
  2 < 3           // 논리 참을 반환

• 토큰(token)

  표현식을 구성하는 가장 기본적인 요소이며, 대표적으로 키워드(keyword), 식별자(identifier)와 리터럴(literal) 등이 있다.

  variable        // 식별자
  2               // 정수 리터럴

• 문장(statement)

  실질적으로 무언가를 실행하는 구문적 존재를 가리킨다: 흔히 하나 이상의 표현식으로 구성되지만, break 및 continue와 같이 독립적으로 사용되는 문장도 있다. 러스트 프로그래밍 언어는 세미콜론(semicolon) ;을 기준으로 문장을 분별한다.

  let variable = 2 + 3;      // 숫자 5를 "variable" 변수에 초기화
  if 2 < 3 { statement; }    // 논리가 참이면 "statement" 문장 실행

• 블록(block)

  한 개 이상의 문장들을 한꺼번에 관리할 수 있도록 묶어놓은 소스 코드상 그룹이다. 블록 안에 또 다른 블록이 상주할 수 있으며, 이를 네스티드 블록(nested block)이라고 부른다. 러스트에서는 한 쌍의 중괄호 {}로 표시된다.

  {
      let variable = 2 + 3;
      if 2 < 3 { statement; }
  }

식별자

식별자(identifier)는 프로그램을 구성하는 데이터들을 구별하기 위해 사용되는 명칭이다. 즉, 식별자는 개발자가 데이터에 직접 붙여준 이름이다. 러스트 프로그래밍 언어에서 식별자는 유니코드 표준 부록 #31을 준수하며, 간단히 설명하면 다음과 같다.

1. 알파벳, 숫자, 밑줄 _만 허용 (그 외 특수문자 및 공백 사용 불가)
2. 식별자의 첫 문자는 숫자가 될 수 없음
3. 대소문자 구분 필수
4. 예약어 금지

주석

주석(comment)은 프로그램의 소스 코드로 취급하지 않아 실행되지 않는 영역이다. 흔히 코드에 대한 간단한 정보를 기입하기 위해 사용되는 데, 크게 비문서 주석 그리고 문서 주석로 나뉘어진다.

러스트 주석 종류

비문서 주석(non-doc comments)	문서 주석(doc comments)
일반적인 C/C++ 언어 형식의 주석과 동일하다.	문서 주석은 한줄(///) 그리고 블록(/** */)으로 입력할 수 있으며, 데이터에 대한 간략한 설명을 기입하는 데 사용된다.
/* 블록 주석: 코드 여러 줄을 차지하는 주석이다. */ // 한줄 주석: 코드 한 줄을 차지하는 주석이다.	/** 블록 문서 주석: 코드 여러 줄을 차지하는 주석이다. */ /// 한줄 문서 주석: 코드 한 줄을 차지하는 주석이다.

일반 주석과 달리, 사용자가 정의한 데이터에 기입된 문서 주석은 doc이란 특수한 속성에 저장되어 정의된 데이터에 대한 설명을 정의한 소스 코드를 찾아가지 않고서도 곧바로 내용을 살펴볼 수 있다.

형식 데이터

참고: Formatted print - Rust By Example

다음은 지정된 형식에 따른 데이터 처리에 관여하는 러스트의 매크로들을 소개한다.

• 콘솔 출력

  지정된 형식대로 텍스트를 콘솔에 나타나도록 출력하는 데 사용된다.

  러스트의 출력 매크로

  출력 매크로	설명
  print!	주어진 형식 지정자에 따라 텍스트를 터미널에 출력한다.
  println!	주어진 형식 지정자에 따라 텍스트를 터미널에 출력하며 '\n' 줄바꿈이 기본적으로 보장된다. println!("Format: {:?}", 5);

• 버퍼 입력

  지정된 형식대로 텍스트를 버퍼로 전달하도록 입력하는 데 사용된다. 유의할 점으로, 본 매크로는 콘솔창의 사용자 텍스트를 입력으로 받는 매크로가 절대 아니다. 핵심 입출력 기능 및 특성을 제공하는 std::io의 Write 특성이 요구된다.

  러스트의 입력 매크로

  입력 매크로	설명
  write!	주어진 형식 지정자 따른 텍스트를 터미널에 출력한다.
  writeln!	주어진 형식 지정자 따른 텍스트를 터미널에 출력하며 '\n' 줄바꿈이 기본적으로 보장된다. use std::io::Write; writeln!(&mut buffer, "Output: {:?}", 5);

텍스트 안에 포함된 중괄호 {}에는 인자로 전달된 데이터가 삽입 및 서식된다. 특히 예시에 기입된 {:?}은 디버깅 목적으로 실사용에 적용하기 불안정하지만 프로그램 코드를 이해하는 데 도움을 준다. 자세한 내용은 std::fmt 모듈을 참고하도록 한다.

탈출 문자

탈출 문자(escape character)는 백슬래시 기호 \를 사용하며, 문자열로부터 탈출하여 텍스트 데이터 내에서 특정 연산을 수행하도록 한다. 예시에서 \n 탈출 문자를 사용하여 문자열 줄바꿈을 구현한 것을 보여주었다.

println!("Hello,\nWorld!");

Hello,
World!

자료형

자료형(data type)은 데이터를 어떻게 표현할 지 결정하는 요소이며, 러스트에서는 다음과 같이 존재한다.

러스트의 원시 스칼라 자료형

키워드	자료형	크기 (바이트)	설명
i8 (unsigned: u8)	숫자	1	1바이트 정수
i16 (unsigned: u16)	숫자	2	2바이트 정수
i32 (unsigned: u32)	숫자	4	4바이트 정수
i64 (unsigned: u64)	숫자	8	8바이트 정수
i128 (unsigned: u128)	숫자	16	16바이트 정수
isize (unsigned: usize)	숫자	16 (최소)	포인터 크기의 정수; 예를 들어 x86는 32비트, 그리고 x64는 64비트 정수로 계산된다.
f32	숫자	4	32비트 단정밀도 실수
f64	숫자	8	64비트 배정밀도 실수
f128	숫자	16	128비트 4배정밀도 실수
bool	논리	1	참(true; 1) 혹은 거짓(false; 0)
char	텍스트	4	단일 UTF-32 문자: 0x0000-0xD7FF 또는 0xE000-0x10FFFF

바이트(byte)란, 컴퓨터에서 메모리에 저장하는 가장 기본적인 단위이다. 자료형마다 크기가 정해진 이유는 효율적인 메모리 관리 차원도 있으나 CPU 연산과도 깊은 연관성을 갖는다. 한 바이트는 여덟 개의 비트(bit)로 구성된다.

여기서 unsigned란, 자료형 중에서 최상위 비트를 정수의 부호를 결정하는 요소로 사용하지 않는다. 아래의 16비트 정수형인 i16는 원래 최상위 비트를 제외한 나머지 15개의 비트로 정수를 표현한다. 반면 unsigned 자료형인 u16은 음의 정수를 나타낼 수 없지만, 16개의 비트로 양의 정수를 더 많이 표현할 수 있다.

i16             // 표현 가능 범위: -32768 ~ +32767
u16             // 표현 가능 범위:     +0 ~ +65535

그 외의 자료형들은 차후 러스트 프로그래밍 언어에 대한 개념을 소개하면서 함께 설명할 예정이다.

자료형 변환

자료형 변환(type conversion)은 데이터를 다른 자료형으로 바꾸는 작업이며, 불가피하게 데이터가 손실될 수 있으므로 유의하도록 한다. 러스트는 일반적으로 강제 변환(coercion)이란 암시적 자료형 변환을 지원하지 않으며, 자동 변환은 오로지 특정 위치의 코드에서 제한된 자료형에만 국한된다.

• 자료형 캐스팅(type casting)

  명시적 자료형 변환에 해당하며, 데이터의 우변에 이진 연산자 as와 함께 변환 자료형을 기입하여 lvalue로 전달한다. 암시적 자료형을 시도할 경우, 러스트는 자료형 불일치라는 명목으로 컴파일 오류를 알린다.

  let variable = 'A';
  println!("The ascii value of the variable is {}", variable as u8);

size_of 함수

size_of 함수는 자료형의 메모리 크기를 바이트로 반환한다. 정확한 설명은 "배열의 다음 요소 간 오프셋"을 반환하며, 데이터 정렬에 삽입된 패딩도 포함한다.

• size_of_val: (자료형을 알 수 없는 경우) 참조된 값의 메모리 할당 크기를 동적으로 확인하여 반환한다.

std::mem::size_of::<char>();        // 크기: 4바이트

let variable: u128 = 0;
std::mem::size_of_val(&variable);   // 크기: 16바이트

변수

변수(variable)는 네임 바인딩 기법을 통해 지정된 자료형의 데이터와 엮여 접근하는 데 사용되는 식별자이며, 간단히 설명하자면 데이터에 이름을 붙인 것이다. 아래 코드는 variable 변수를 "선언(declaration)"한 다음 상수 3을 바인딩한다. 여기서 최초 바인딩을 "초기화(initialization)"라고 부르며, 초기화되지 않은 채 변수 호출은 허용되지 않지만 선언된 이후 나중에 바인딩될 수 있다.^[출처]

러스트의 불변 및 가변 변수, 그리고 키워드 소개

불변(immutable) 변수	가변(mutable) 변수
let variable = 3;	let mut variable = 3;
초기화 이후에 변수는 다른 값으로 변경될 수 없으며, 이는 러스트의 기본적인 특성 중 하나이다.	타 프로그래밍 언어처럼 초기화가 이루어진 이후에도 할당 표현식을 통해 새로운 값을 전달 받을 수 있도록 선언된 변수이다.
let: 현 코드 영역범위 내에 새로운 변수를 소개하는 데 사용된다. const: 어디서나 사용할 수 있는 불변의 전역 상수이며, 반드시 자료형과 함께 선언되어야 한다. static: 메모리 주소를 나타내기 때문에, 이를 참조하면 데이터 변경이 가능하여 사실상 전역 변수로 사용된다.	mut: 다른 데이터에 바인딩할 수 있는 가변 변수를 선언하는 목적으로도 활용되며, let 및 static 키워드와 함께 사용될 수 있다.

컴파일러는 데이터의 값과 사용처를 기반하여 변수의 자료형을 추론할 수 있으나, 다음과 같이 명시적으로 변수에 자료형을 지정할 수 있다.

let variable: u8 = 3;

거의 모든 프로그래밍 언어는 할당 기호를 기준으로 왼쪽에는 피할당자(변수), 오른쪽에는 피할당자로 전달하려는 표현식(값 혹은 데이터)이 위치한다. 반대로 놓여질 경우, 오류가 발생하거나 원치 않는 결과가 도출될 수 있다.

연산자

연산자(operator)는 피연산 데이터를 조작할 수 있는 가장 간단한 형태의 연산 요소이다. 연산자는 피연산자의 접두부, 접미부, 혹은 두 데이터 사이에 위치시켜 사용한다. 가독성을 위해 데이터와 연산자 사이에 공백을 넣어도 연산에는 아무런 영향을 주지 않는다. 다음은 러스트 연산자들을 간략히 소개한다.

산술 연산자

산술 연산자(arithmetic operators)

연산자	산술	설명
+	덧셈	좌측과 우측 피연산자의 값을 더하여 반환한다.
-	뺄셈	좌측 피연산자에서 우측 피연산자를 뺀 값을 반환한다.
*	덧셈	좌측 피연산자를 우측 피연산자의 값만큼 곱하여, 즉 반복 덧셈하여 반환한다.
/	나눗셈	좌측 피연산자에서 우측 피연산자를 나눈 몫을 반환한다.
%	모듈러	좌측 피연산자에서 우측 피연산자를 나눈 나머지를 반환한다.

비트 연산자

비트 연산자(bitwise operators)

연산자	비트연산	설명
&	AND	두 피연산자의 각 비트를 비교하여 모두 1이면 1을, 아니면 0을 계산하여 반환한다.
|	OR	두 피연산자의 각 비트를 비교하여 하나라도 1이 있으면 1을, 아니면 0을 계산하여 반환한다.
^	XOR	두 피연산자의 각 비트를 비교하여 값이 같으면 0을, 다르면 1을 계산하여 반환한다.
!	NOT	피연산자의 각 비트마다 반전시킨 값을 반환한다.
<<	좌향 시프트	피연산자(左)의 비트를 전반적으로 일정 값(右)만큼 왼쪽으로 이동시킨다.
>>	우향 시프트	피연산자(左)의 비트를 전반적으로 일정 값(右)만큼 오른쪽으로 이동시킨다.

할당 연산자

단순 할당 연산자를 산술 및 비트 연산자와 조합하여 코드를 더욱 간결하게 작성할 수 있으며, 아래는 다양한 할당 연산자 중 일부만 보여준다.

할당 연산자(assignment operators)

연산자	할당	설명
=	단순 할당	피연산자(右)가 변수와 같은 피할당자(左)로 할당된 값을 반환한다.
+=	덧셈 대입	x += y; // 동일: x = x + y;
*=	곱셈 대입	x *= y; // 동일: x = x * y;
&=	AND 대입	x &= y; // 동일: x = x & y;
<<=	좌향 시프트 대입	x <<= y; // 동일: x = x << y;

비교 연산자

아래 비교 연산자의 설명은 참을 반환할 조건을 소개하며, 그 외에는 모두 false를 반환한다.

비교 연산자(comparison operators)

연산자	관계	설명
>	초과	좌측 피연산자가 우측 피연산자보다 크면 true를 반환한다.
<	미만	좌측 피연산자가 우측 피연산자보다 작으면 true를 반환한다.
>=	이상	좌측 피연산자가 우측 피연산자보다 크거나 같으면 true를 반환한다.
<=	이하	좌측 피연산자가 우측 피연산자보다 작거나 같으면 true를 반환한다.
==	동일	두 피연산자의 값이 같으면 true를 반환한다.
!=	상이	두 피연산자의 값이 같지 않으면 true를 반환한다.

논리 연산자

(논리 부정을 제외한) 아래 논리 연산자의 설명은 참을 반환할 조건을 소개하며, 그 외에는 모두 false를 반환한다.

논리 연산자(logical operators)

연산자	논리	설명
&&	논리곱	좌측 그리고 우측 명제(피연산자)가 모두 참이면 true를 반환한다.
||	논리합	좌측 또는 우측 명제(피연산자)가 하나라도 참이면 true를 반환한다.
!	부정	명제(피연산자)가 참이면 거짓으로, 혹은 그 반대로 반전된 값을 반환한다.

복합 자료형

러스트 언어는 여러 데이터를 하나의 변수로 저장하는 복합 자료형(compound type)을 기본적으로 제공한다. 아래는 러스트의 대표적인 두 유형의 복합 자료형을 간략하게 소개한다.

배열

배열(array)은 동일한 자료형의 데이터를 일련의 순서로 담는 복합 자료형이다. 배열을 선언할 때 자료형을 지정하는 구문에 대괄호 []를 활용하여 데이터 유형 및 용량 크기를 (정수 리터럴이나 상수로) 기입하며, 한 번 정의된 크기는 변경이 불가하다.

let arr : [u8 ; 3] = [value1, value2, value3];

배열 초기화만으로 러스트 컴파일러는 배열의 자료형과 크기를 추론할 수 있으므로 생략 가능하다. 초기화 방법은 위의 예시를 포함한 두 가지 방법이 존재한다.

러스트의 배열 초기화 방식

개별적 요소 초기화	반복적 요소 초기화
let arr = [value1, value2, value3];	let arr = [0; 3]; // 값 0을 세 번 연속 초기화

• 메모리 접근 안정성이 부각되는 러스트 언어의 특성상, 배열 초기화는 요소 개수를 초과하거나 미달해서는 컴파일러 오류가 발생한다.

배열의 각 요소에 할당된 데이터는 대괄호 []를 사용해 0번부터 시작하는 인덱스 위치를 호출할 수 있다. 만일 mut 키워드를 추가하면 각 요소의 데이터를 변경할 수 있는 가변 배열로 선언된다.

let mut arr = [value1, value2, value3];

println!("{}", arr[0]);     // 출력: value1
println!("{}", arr[1]);     // 출력: value2

arr[1] = value4;
println!("{:?}", arr[1]);   // 출력: [value1, value4, value3]

다차원 배열

배열은 또 다른 배열을 요소로 가질 수 있으나, 자료형이 동일해야 하며 요소로 작용하는 배열들의 크기는 모두 같아야 하는 제약을 갖는다.

let arr : [[u8; 3]; 2] = [[1, 2, 3],
                          [4, 5, 6]];

println!("{}", arr[0][1]);  // 출력: 2
println!("{}", arr[1][2]);  // 출력: 6

튜플

튜플(tuple)은 다양한 자료형의 데이터를 일련의 순서로 담는 복합 자료형이다. 튜플을 선언할 때 자료형을 지정하는 구문에 소괄호 ()를 활용하여 데이터 유형을 순서대로 기입하며, 한 번 정의된 튜플 크기와 자료형 순서는 변경이 불가하다.

let tuple : (i32, char, bool) = (3, 'A', true);

튜플 초기화만으로 러스트 컴파일러는 튜플의 자료형과 크기를 추론할 수 있으므로 생략 가능하다.

튜플의 각 요소에 할당된 데이터는 맴버 접근 연산자 .를 사용해 0번부터 시작하는 인덱스 위치를 호출할 수 있다. 만일 mut 키워드를 추가하면 각 요소의 데이터를 변경할 수 있는 가변 튜플로 선언된다.

let mut tuple = (3, 'A', true);

println!("{}", tuple.0);    // 출력: 3
println!("{}", tuple.1);    // 출력: A

tuple.1 = 'B';
println!("{:?}", tuple);    // 출력: (3, 'B', true)

제어문

제어문(control statement)은 코드 실행을 제어하는 문장을 가리키며, 프로그래밍에 있어 기초적이면서 가장 흔히 사용되는 코드 유형 중 하나이다. 제어문을 크게 세 분류로 나누면 조건문, 반복문, 그리고 이동문이 존재한다.

조건문

조건문(conditional statement)은 주어진 조건의 논리에 따라서 코드 실행 여부를 결정하는 제어문이다:

if 조건문

if 조건문은 조건 혹은 논리가 참일 경우 코드를 실행하며, 거짓일 경우에는 코드를 실행하지 않는다.

if condition {
    statements;
}

• else 조건문

  단독으로 사용될 수 없으며 반드시 if 조건문 이후에 사용되어야 한다. 조건부가 거짓으로 판정되면 실행할 코드를 포함한다.

  if condition {
      statements;
  }
  else {
      statements; 
  }

• else if 조건문

  else와 if 조건문의 조합으로 이전 조건이 거짓일 때 새로운 조건을 제시한다.

  if condition {
      statements;
  }
  else if condition {
      statements;
  }
  else {
      statements;
  }

match 조건문

match 조건문은 전달받은 인자를 쉼표로 구분된 각 matcharm을 위에서부터 순서대로 패턴 일치 여부를 비교하여, 참일 경우 해당 지점부터 코드를 실행하고 거짓일 경우에는 순서로 넘어간다. 선택사항으로 마지막 _ matcharm 가지는 어떠한 경우에도 부합하지 않으면 실행되는 패턴이다.

match argument {
    matcharm => expression,
    matcharm => expression,
    _ => expression
}

match 조건문은 타 프로그래밍 언어에서 소개되는 switch 조건문과 유사하지만, 더 범용적인 "패턴 일치" 여부를 확인하는 점에서 차이가 존재한다. 파이썬 3.10부터 소개된 match 조건문 또한 이와 동일한 방식으로 동작한다. 자세한 내용은 러스트의 패턴 구문을 참고하도록 한다.

반복문

반복문(loop statement)은 주어진 조건의 논리에 따라서 코드를 얼마나 반복적으로 실행할 지 결정하는 제어문이다:

loop 반복문

loop 반복문은 안에 정의된 코드를 무조건 반복적으로 실행한다.

loop {
    statements;
}

반복 실행을 중단하기 위해서는 break 탈출문이 필요하다. 비록 반복문으로 소개하였으나, 아래와 같이 탈출문을 활용한 값을 반환하는 표현식처럼 코드를 작성할 수 있다 (loop 반복문 한정).

let mut counter = 0;

let variable = loop {
    counter += 1;
    if counter > 10 {
        // counter = 11이 되면 진입되어 실행
        break counter * 10;
    }
};

println!("{}", variable);

110

while 반복문

while 반복문은 조건 혹은 논리가 참일 동안 코드를 반복적으로 실행하며, 거짓일 경우에는 반복문을 종료한다.

while condition {
    statements;
}

for 반복문

for 반복문은 유효한 범위 내에서 코드를 반복적으로 실행하고, 범위의 모든 값이 반복되면 종료한다.

for index in iterator {
    statements;
}

여기서 변수 index는 iterable에서 값을 얻고, 내부의 실행문은 더 이상 불러올 값이 없을 때까지 하나씩 반복한다. 흔히 반복문에 사용되는 iterable 데이터로 배열, 문자열 등이 있다.

이동문

이동문(jump statement)은 아무런 조건이 필요없이 코드 실행 지점을 이동시키는 제어문이다:

break 탈출문

break 탈출문은 (1) 반복문을 조기 종료시키거나, (2) switch 조건문에서 경우에 따라 실행되어야 할 코드를 구분짓기 위해 사용된다.

continue 연속문

continue 연속문은 반복문을 종료하지 않은 채 나머지 실행 코드를 전부 무시하고 반복문의 조건부로 되돌아간다.

return 반환문

return 반환문은 함수를 종료하면서 지정된 자료형으로 데이터를 반환한다. 하단에 코드가 남아 있음에도 불구하고 반환문이 실행되면 함수는 즉시 종료된다.

// return 반환문이 있는 사용자 정의 함수
fn function() -> i32 {
    println!("Hello World!");
    return 1 + 2;
}

println!("{}", function());    

Hello World!
3

소유권

참고: What is Ownership? - The Rust Programming Language

러스트 언어가 타 프로그래밍 언어에 비해 어려운 이유 중 하나는 바로 메모리 관리를 소유권(ownership)이란 새로운 개념을 도입하였기 때문이다. 본 장은 소유권의 개념과 동작을 소개한다.

모듈

참고: Defining Modules to Control Scope and Privacy - The Rust Programming Language

모듈(module)은 함수, 구조체, 심지어 타 모듈을 포함한 코드 항목들을 논리 단위로 나눈 집합체이다.