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How to: Projektmanagement

Packages, Crates, Modules, was?

Rust hat ein sehr hierarchisches Konzept, was die Strukturierung von Projekten angeht.

Fangen wir mal von oben an:

Packages

Packages bestehen aus Crates. Sie fassen diese also quasi zusammen und in Cargo.toml wird definiert, wie die Crates zu bauen sind.

Jedes Package, das wir bis jetzt erstellt haben, hatte standardmäßig eine "binary create" (dazu gleich mehr) im generierten Projekt.

Die Crates können (soweit wie ich das verstanden habe) in beliebigen Ordnern existieren, falls die Crate so heißen soll wie das Package, ist der Standardpfad src/main.rs (für binary) bzw. src/lib.rs (für library).

Warum mehrere Crates in einem Projekt?

Einfaches Beispiel: Man hat eine library crate, die Funktionen für einen Webserver bereitstellt. Man kann dann einfach eine binary crate hinzufügen, die eine Referenz-Nutzung abbildet, also direkt ein Beispiel ist. Dies hilft Nutzern direkt und gleichzeitig testet es direkt auch (wobei richtige Tests natürlich anders zu implementieren sind).

Crates

Creates sind die eigentlichen "Module". Es gibt zwei Arten: binary und library.

Binary Crates

Diese Crates können zu einer ausführbaren Datei kompiliert werden. Jedes der bisherigen Beispiele, z.B. auch das Higher-Lower-Spiel sind eine solche binary crate.

Ihr Merkmal ist vor allem, dass eine main-Funktion existiert, die der Einstiegspunkt ist.

Library Crate

Wie der Name schon sagt, stellt diese Art Crate nur Funktionen zur Verfügung wie eine Bibliothek.

Modules

Innerhalb einer Crate können Module existieren. Und hier ist auch schon wieder von OOP abgeschaut. Es können nämlich Rusts private und public hier genutzt werden.

Im Hauptprogramm kann mit mod modulname; das Modul eingebunden werden. Gesucht wird das Modul dann in ./modulname.rs oder in ./modulname/mod.rs, wobei letzteres aber aussieht, als wäre es die veraltete Version.

Zusätzlich kann auch direkt inline ein Modul erstellt werden. Ein Beispiel:

mod testmodul {
    mod nested_modul {
        fn funktion() {
            funktion2();
        }
        fn funktion2() {
            println!("Hello World");
        }
    }

    mod zweites_modul {
        fn funktion() {}
    }
}

fn main() {
    // Hello world! Geht nicht...
    crate::testmodul::nested_modul::funktion();
}

Das funktioniert noch nicht. Denn standardmäßig ist alles private, was nicht explizit public ist. Damit wir den obigen Aufruf machen können, muss der Code so aussehen:

mod testmodul {
    pub mod nested_modul {
        pub fn funktion() {
            funktion2();
        }
        fn funktion2() {
            println!("Hello World");
        }
    }

    mod zweites_modul {
        fn funktion() {}
    }
}

fn main() {
    // Hello world!
    crate::testmodul::nested_modul::funktion();
}

Nur so kann auf Submodule und Funktionen dieser Module zugegriffen werden. Wie im "normalen" OOP, können aus diesen öffentlichen Funktionen aber dann auch private aufgerufen werden.

Von unten nach oben

Um aus einem inneren Modul auf das äußere zuzugreifen, kann übrigens super::…​ verwendet werden.

Structs und Enums

In Modulen können natürlich auch Structs und Enums verwendet werden.

Bei Structs ist die Besonderheit, dass die einzelnen Attribute auch wieder private oder public sein können. So kann man folgendes machen:

mod testmodul {
    pub struct Teststruct {
        pub oeffentlich: String,
        privat: String,
    }

    impl Teststruct {
        pub fn generator(wert: &str) -> Teststruct {
            Teststruct {
                oeffentlich: String::from(wert),
                privat: String::from("Sehr geheimer Wert"),
            }
        }
    }
}

fn main() {
    let a = crate::testmodul::Teststruct::generator("Irgendein Wert");
    // Geht
    println!("Öffentlich: {}", a.oeffentlich);
    // Geht nicht!
    // println!("Privat: {}", a.privat);
}

Dagegen gilt für Enums: Wenn der Enum public ist, sind auch alle Varianten public.

Abkürzungen mit use

Angenommen, wir haben eine Mediathek mit Filmen, Serien, Spielen, etc. und brauchen immer lange Zugriffspfade (also z.B. crate::medien::spiele::liste::add()), obwohl wir nur Spiele brauchen, kann use benutzt werden.

Wenn wir also use crate::medien::spiele; in unseren Code einfügen, können alle diese Befehle verkürzt werden auf eben z.B. spiele::liste::add(). Theoretisch können wir das bis hin zu einzelnen Funktionsnamen machen, se crate::medien::spiele::liste:add;, würde add() im Scope verfügbar machen.

Dabei gibt es zwei Hinweise:

  1. Es funktioniert nur, wenn sich zwei Namespaces nicht überschneiden. Ein Zufügen von use andere::mod::add; geht also nicht!

  2. Das ganze gilt nur in genau diesem Scope. Falls wir jetzt ein weiteres Modul definieren, können wir darin nicht die Pfade kürzen.

Und für beides gibt es Umwege:

  1. Man kann use andere::mod::add as modAdd; benutzen.

  2. Sollten wir pub use …​ benutzen, kann tatsächlich diese Abkürzung benutzt werden.

pub use kann auch benutzt werden, alle möglichen Module in seiner Crate miteinander reden zu lassen, aber nach außen nur bestimmte Schnittstellen freizugeben.

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