Rust Programmierung Kurs

Lektion 1 • Zusammengesetzte Typen und Sammlungen

Führt Tupel, Arrays, Structs und Enums als Datencontainer ein. Bereitet die Teilnehmer darauf vor, reale Daten zu modellieren, bevor das Ownership-Modell eingeführt wird.

Lektion 2 • Installieren und Konfigurieren der Toolchain

Richten Sie Rust über rustup ein, verwalten Sie Toolchain-Versionen und konfigurieren Sie Editoren. Schafft die für alle nachfolgenden Arbeiten erforderliche Entwicklungsbasis.

Lektion 3 • Cargo und das Modulsystem

Erläutert Cargo-Befehle, die Struktur von Cargo.toml und die Sichtbarkeitsregeln für Module. Ermöglicht von Anfang an organisierte Projekte mit mehreren Dateien.

Lektion 4 • Kernsyntax und primitive Typen

Behandelt Variablen, Veränderlichkeit, skalare Typen und grundlegende Ausdrücke. Bietet die syntaktische Grundlage, von der jedes spätere Kapitel abhängt.

Lektion 1 • Lebensdauer-Annotationen

Führt die Lebensdauer-Syntax, Elisionsregeln und Lebensdauer-Parameter für Structs ein. Ermöglicht das Schreiben von Funktionen, die Referenzen sicher zurückgeben.

Lektion 2 • Intelligente Zeiger

Untersucht Box, Rc, Arc, RefCell und ihre Anwendungsfälle. Erweitert Ownership-Muster auf Heap-Allokation und Szenarien mit geteiltem Besitz.

Lektion 3 • Ownership-Regeln und Move-Semantik

Definiert die drei Ownership-Regeln und erklärt die Move- vs. Copy-Semantik. Bildet den konzeptionellen Kern, auf dem alle Überlegungen des Borrow-Checkers aufbauen.

Lektion 1 • Standardbibliotheks-Traits im Detail

Behandelt Iterator, From/Into, Display und Traits zur Operator-Überladung. Integriert benutzerdefinierte Typen nahtlos in das Ökosystem der Standardbibliothek.

Lektion 2 • Fortgeschrittene Funktionen des Typsystems

Führt assoziierte Typen, const-Generics und Newtype-Muster ein. Ermöglicht präzise, ausdrucksstarke APIs, die Missbrauch zur Kompilierzeit verhindern.

Lektion 3 • Definieren und Implementieren von Traits

Behandelt Trait-Definitionen, Standardmethoden und die Implementierung von Traits für benutzerdefinierte Typen. Ermöglicht polymorphes Verhalten, das für idiomatisches Rust-Design zentral ist.

Lektion 4 • Trait-Objekte und dynamische Dispatch

Erklärt dyn Trait, Objektsicherheitsregeln und die Nachteile des Vtable-Overheads. Ermöglicht Laufzeitpolymorphie, wenn statische Dispatch nicht ausreicht.

Lektion 1 • Benutzerdefinierte Fehlertypen

Erläutert das Implementieren von std::error::Error, enum-basierten Fehlern und Fehlerkontext. Erzeugt beschreibende, strukturierte Fehler, die für Bibliotheks- und Anwendungscode geeignet sind.

Lektion 2 • Paniken, Unwinding und Assertions

Behandelt panic!, assert!, catch_unwind und Abort- vs. Unwind-Strategien. Erläutert, wann Paniken akzeptabel sind und wie man sie eindämmt.

Lektion 3 • Kombinatoren und der ?-Operator

Lehrt map, and_then, unwrap_or und den ?-Propagierungsoperator. Ermöglicht prägnante, lesbare Fehlerweiterleitungsketten in realen Funktionen.

Lektion 1 • Sammeln und Konsumieren von Iteratoren

Behandelt collect, fold, reduce, sum und partition. Wandelt verzögerte Ketten in konkrete Ergebnisse und aggregierte Werte um.

Lektion 2 • Benutzerdefinierte Iteratoren und fortgeschrittene Muster

Implementiert Iterator für benutzerdefinierte Typen und untersucht generatorähnliche Muster. Erweitert die Iterator-Komposition auf domänenspezifische Datenstrukturen.

Lektion 3 • Closures und Erfassungsmodi

Erklärt Closure-Syntax, Fn/FnMut/FnOnce-Traits und Erfassung per Referenz vs. Move. Ermöglicht die Übergabe von Verhalten als Werte in der gesamten Codebasis.

Lektion 4 • Kern-Iterator-Adapter

Lehrt map, filter, flat_map, zip, enumerate und take. Baut das Adapter-Vokabular auf, das für echte Datenverarbeitungs-Pipelines benötigt wird.

Lektion 1 • Threads und geteilter Zustand

Covers thread::spawn, join handles, Send/Sync traits, and Mutex-guarded state. Establishes safe multi-threading patterns enforced by the compiler.

Lektion 2 • Nebenläufigkeitsmuster und Fallstricke

Untersucht Deadlocks, Aushungern, asynchronen Abbruch und strukturierte Nebenläufigkeit. Entwickelt das Urteilsvermögen für die Wahl des richtigen Nebenläufigkeitsmodells je nach Anwendungsfall.

Lektion 3 • Nachrichtenaustausch mit Kanälen

Lehrt mpsc-Kanäle, Multi-Producer-Muster und kanalbasiertes Actor-Design. Bietet eine Alternative zum geteilten Zustand für die Kommunikation zwischen Threads.

Lektion 4 • Tokio-Laufzeitumgebung in der Praxis

Behandelt die Tokio-Einrichtung, das Erzeugen von Tasks, select! und asynchrone I/O-Primitive. Verbindet die asynchrone Theorie mit der am weitesten verbreiteten Produktions-Laufzeitumgebung.

Lektion 1 • Rohe Zeiger und unsichere Blöcke

Behandelt *const T, *mut T, Dereferenzierungsregeln und den Gültigkeitsbereich unsicherer Blöcke. Etabliert das Prinzip der minimalen Angriffsfläche für unsicheren Code.

Lektion 2 • Speicherlayout und Allokation

Erklärt repr-Attribute, Ausrichtung, Padding und die API des globalen Allocators. Ermöglicht präzise Kontrolle über das Datenlayout für Leistung und FFI-Kompatibilität.

Lektion 3 • Inline-Assembly und Intrinsics

Behandelt die Syntax des asm!-Makros, Registerbeschränkungen und SIMD-Intrinsics. Ermöglicht Hardware-nahe Optimierungen, wenn die Compiler-Ausgabe nicht ausreicht.

Lektion 4 • Sichere Abstraktionen über unsicherem Code

Demonstriert das Kapseln unsicherer Interna hinter sicheren öffentlichen APIs. Produziert wiederverwendbare, überprüfbare Komponenten, die die Sicherheitsgarantien von Rust nach außen hin bewahren.

Lektion 1 • Konfiguration, Logging und Observability

Führt Konfigurationsmanagement, strukturiertes Logging mit Tracing und die Ausgabe von Metriken ein. Bietet die für den Betrieb von Produktionsdiensten erforderliche Transparenz zur Laufzeit.

Lektion 2 • Leistungsprofilerstellung und Optimierung

Behandelt Criterion-Benchmarks, Flamegraphs, Allokationsprofilerstellung und Compiler-Hinweise. Identifiziert und beseitigt Engpässe mit datengesteuerten Techniken.

Lektion 3 • Paketierung, Deployment und Release

Behandelt Cross-Kompilierung, Docker-Containerisierung, Reduzierung der Binärgröße und Release-Profile. Produziert deploybare Artefakte, die für Zielumgebungen optimiert sind.

Lektion 4 • Teststrategien und CI-Integration

Lehrt Unit-Tests, Integrationstests, eigenschaftsbasiertes Testen und CI-Pipelines. Stellt sicher, dass die Codekorrektheit bei jeder Änderung automatisch überprüft wird.