1. 简介
Rust 的模块系统用来管理代码的组织，包括哪些内容可以被公开，哪些内容作为私有部分，以及程序每个作用域中的名字等。模块系统包括：
- 包（Packages）：Cargo 的一个功能，允许构建、测试和分享 crate。
- crate：一个模块的树形结构，它形成了库或二进制项目。
- 模块（Modules）和 use： 允许你控制作用域和路径的私有性。
- 路径（path）：一个命名例如结构体、函数或模块等项的方式。
2. 包和 crate
2.1 crate
crate 是一个二进制项或者库。crate root 是一个源文件，Rust 编译器以它为起始点，并构成你的 crate 的根模块。
- 一个 crate 会将一个作用域内的相关功能分组到一起，使得该功能可以很方便地在多个项目之间共享。
2.2 包
包（package） 是提供一系列功能的一个或者多个 crate。一个包会包含有一个 Cargo.toml 文件，阐述如何去构建这些 crate。
- 一个包中至多只能包含一个库 crate（library crate）。
- 包中可以包含任意多个二进制 crate（binary crate）。
- 包中至少包含一个 crate，无论是库的还是二进制的。
当我们使用
cargo new <project>创建一个包的时候会发现，Cargo 创建的Cargo.toml文件中并没有提到src/main.rs，这是因为 Cargo 遵循一个约定：
src/main.rs就是一个与包同名的二进制 crate 的crate root。同样的，Cargo 知道如果包目录中包含src/lib.rs，则包带有与其同名的库 crate，且src/lib.rs是crate root。crate 根文件将由 Cargo 传递给rustc来实际构建库或者二进制项目。- 如果一个包同时含有
src/main.rs和src/lib.rs，则它有两个 crate：一个库和一个二进制项，且名字都与包相同。通过将文件放在src/bin目录下，一个包可以拥有多个二进制 crate，每个src/bin下的文件都会被编译成一个独立的二进制 crate。
3. 模块
模块可以将一个 crate 中的代码进行分组，以提高可读性与重用性。模块还可以控制项的「私有性」，即项是可以被外部代码使用的（public），还是作为一个内部实现的内容，不能被外部代码使用（private）。
3.1 定义
定义一个模块的基本语法格式如下：
代码语言：javascript复制mod <name> {
...
}其中，<name> 为模块名。在模块内，还可以嵌套其他模块。通过使用模块，我们可以将相关的定义分组到一起，并指出他们为什么相关。
3.2 模块树
前面提到，src/main.rs 和 src/lib.rs 叫做 crate root。之所以这样叫它们是因为这两个文件的内容都分别在 crate 模块结构的根组成了一个名为 crate 的模块，该结构被称为「模块树」（module tree）。以以下模块为例：
mod front_of_house {
mod hosting {
fn add_to_waitlist() {}
fn seat_at_table() {}
}
mod serving {
fn take_order() {}
fn server_order() {}
fn take_payment() {}
}
}其模块树结构为：
代码语言：javascript复制crate
└── front_of_house
├── hosting
│ ├── add_to_waitlist
│ └── seat_at_table
└── serving
├── take_order
├── serve_order
└── take_payment- Rust 中默认所有项（函数、方法、结构体、枚举、模块和常量）都是私有的。
- 父模块中的项不能使用子模块中的私有项，但是子模块中的项可以使用他们父模块中的项。这是因为子模块封装并隐藏了他们的实现详情，但是子模块可以看到他们定义的上下文。
- 可以通过使用
pub关键字来创建公共项，使子模块的内部部分暴露给上级模块。
mod front_of_house {
pub mod hosting {
fn add_to_waitlist() {}
}
}将模块分割进不同文件 比如，将
front_of_house模块移动到属于它自己的文件src/front_of_house.rs中：
- 改变 crate 根文件
src/lib.rs或src/main.rs，通过声明front_of_house模块告诉 Rust 在另一个与模块同名的文件中加载模块的内容：
mod front_of_house; // 声明 front_of_house 模块- 创建一个
src/front_of_house目录和一个包含hosting模块定义的src/front_of_house/hosting.rs文件：
pub fn add_to_waitlist() {}【注】Rust 中的私有性规则不但应用于模块，还应用于结构体、枚举、函数和方法。
- 如果我们在一个结构体定义的前面使用了
pub，这个结构体会变成公有的，但是这个结构体的字段仍然是私有的。如果要将字段公有化，则还需要分别在字段前使用pub关键字。 - 如果我们将枚举设为公有，则它的所有成员都将变为公有。
3.3 路径
在 Rust 中要在模块树中找到一个项的位置，需要使用路径的方式，就像在文件系统使用路径一样。路径有两种形式：
- 绝对路径（absolute path）：从 crate 根开始，以 crate 名或者字面值
crate开头。 - 相对路径（relative path）：从当前模块开始，以
self、super或当前模块的标识符开头。
绝对路径和相对路径都后跟一个或多个由双冒号 :: 分割的标识符。
mod front_of_house {
mod hosting {
fn add_to_waitlist() {}
}
}
pub fn eat_at_restaurant() {
// 绝对路径
crate::front_of_house::hosting::add_to_waitlist();
// 相对路径
front_of_house::hosting::add_to_waitlist();
}还可以使用 super 开头来构建从父模块开始的相对路径。类似于文件系统中以 .. 开头的语法。
fn serve_order() {}
mod back_of_house {
fn fix_incorrect_order() {
cook_order();
super::serve_order();
}
fn cook_order() {}
}代码语言：javascript复制use 关键字引入路径 对每一个模块中的函数都使用路径来调用非常冗长且重复，并不方便。Rust 提供了 use 关键字将路径一次性引入作用域，然后就可以直接调用该路径中的项，就如同它们是本地项一样。
mod front_of_house {
pub mod hosting {
pub fn add_to_waitlist() {}
}
}
use crate::front_of_house::hosting; // 绝对路径
// use front_of_house::hosting; // 相对路径
pub fn eat_at_restaurant() {
hosting::add_to_waitlist();
hosting::add_to_waitlist();
hosting::add_to_waitlist();
}- 作用域中使用
use引入路径类似于在文件系统中创建软连接。 - 通过
use引入作用域的路径也会检查私有性，同其它路径一样。 - 使用
use引入函数时，习惯将函数的父模块引入到作用域，这样可以清晰地表明函数不是在本地定义的，同时使完整路径的重复度最小化。 - 使用
use引入结构体、枚举和其他项时，习惯直接引入它们的完整路径。
当需要引入很多定义于相同包或相同模块的项时，为每一项单独列出一行会占用源码很大的空间。相反，我们可以使用嵌套路径将相同的项在一行中引入作用域。这么做需要指定路径的相同部分，接着是两个冒号，接着是大括号中的各自不同的路径部分：
代码语言：javascript复制use std::{cmp::Ordering, io};如果希望将一个路径下所有公有项引入作用域，可以指定路径后跟 *（glob 运算符）：
use std::collections::*;关键字指定别名 使用 use 将两个同名类型引入同一作用域可能会产生冲突。此时可以使用 as 关键字对引入的路径指定一个别名来区分彼此。
代码语言：javascript复制use std::fmt::Result;
use std::io::Result as IoResult;
fn function1() -> Result {
// --snip--
}
fn function2() -> IoResult<()> {
// --snip--
}重导出
当使用 use 关键字将名称导入作用域时，在新作用域中可用的名称是私有的。 如果要让调用新作用域模块的代码也能调用 use 引入的项，可以使用 pub use 来重导出项。
mod front_of_house {
pub mod hosting {
pub fn add_to_waitlist() {}
}
}
pub use crate::front_of_house::hosting;
pub fn eat_at_restaurant() {
hosting::add_to_waitlist();
hosting::add_to_waitlist();
hosting::add_to_waitlist();
}
