Rust vs Python - 谁是未来的编程语言？

随着Rust在开发者社区中的受欢迎程度不断上升，一个重要的问题是：Rust会取代Python吗？哪种语言更适合你？你应该开始学习Rust吗？

本文为你提供Rust与Python对比的完整图景。阅读完本文后，你将清楚了解Rust和Python各自的特点，并知道如何为你的项目选择合适的编程语言。

什么是Rust？

Rust是一种多用途、高性能的编程语言。它是静态类型的，语法与C++类似。使用Rust，开发者可以创建内存高效且性能优化的应用程序。

Rust的核心思想是在程序运行前编译所有内容。因此，它不包含运行时解决方案，使其成为编写关键应用程序的理想选择。此外，它通过所有权模型提供了出色的并发性和内存管理规则。

描述Rust的最佳方式是：它既具有类似C++的低级访问能力，又具备像Python这样的高级编程语言的安全性。

谁在使用Rust？

Rust在初创公司和大公司中都很受欢迎。Rust是一种多用途编程语言，可用于服务器、工具、Web应用程序、游戏开发、数据科学等领域。

使用Rust的一些知名行业公司包括Coursera、Dropbox、Figma、Microsoft、Facebook和Discord。

每家公司根据需求以不同方式使用Rust。例如，协作式网页设计工具Figma使用Rust来提升其平台的前端性能。他们已将Figma的多玩家同步引擎完全从TypeScript重写为Rust。

流行的在线学习平台Coursera使用Rust为学生提供基于Web的作业解决方案。此外，Dropbox由于更好的测试和调试能力，使用Rust作为其文件同步引擎，使其易于管理复杂数据库和并发代码。

Rust关键特性

Rust作为一种多范式编程语言表现出色。其关键特性使其与Python区分开来：

• 内存安全：Rust是一种内存安全的编程语言。由于其所有权模型，它无需依赖垃圾收集器即可实现内存安全。
• 零成本抽象：Rust不会因部署抽象而惩罚开发者。这意味着使用抽象时不会产生性能损失，代码运行无开销。
• 线程安全：Rust的所有权模型方法包含线程安全方法。它保护程序在运行时不会遇到竞争条件。

除了这些，Rust还提供易于理解的错误消息、类型接口、模式匹配和移动语义。

什么是Python？

Python是一种高级编程语言。它以其脚本能力和易用性而闻名。此外，它也是可视化、自动化、测试等的绝佳选择。

Python是解释型的，支持面向对象范式。它还支持动态类型和绑定，这对于快速应用程序开发(RAD)至关重要。

谁在使用Python？

Python是一种流行的编程语言，广泛应用于金融、政府、教育和IT等不同领域。Python的用例包括Web开发、数据分析和机器学习、脚本编写、自动化、软件原型设计等。

Google是使用Python进行项目的先锋。他们的创始人直言Python如何帮助他们取得更好的结果，因为Python提供了更好的原型设计和易于维护的特性。

Facebook在2016年发布了一篇文章，展示了如何使用Python编写和维护多个基础设施管理服务，包括Dapper、FBOSS和TORconfig。

Spotify也使用Python为其后端服务提供支持，包括数据分析。根据Spotify的说法，他们喜欢Python能够适应快速开发流程的能力。

Python关键特性

Python是一种流行的编程语言，其关键特性包括：

• 类英语语法：Python语法在许多方面类似于英语，类似于编写伪代码。
• 解释型：Python是一种解释型语言，为开发者提供了比编译语言更大的灵活性。
• 动态类型：Python是动态类型的，这使得它更容易理解。
• 高级语言：Python是一种高级语言，使其易于使用。
• 面向对象编程语言：Python支持面向对象模型，让程序员实现继承、多态和封装等概念。

除了这些特性，Python的其他关键特性还包括大型社区、广泛的标准库、开源、平台无关性、GUI支持等。

Rust的优缺点

Rust的优点

• 内存使用量低
• 出色的开箱即用性能
• 易于理解的错误消息
• 强大的工具链
• 静态类型
• 支持跨平台开发

Rust的缺点

• 借用检查器引入复杂性
• 不捕获堆栈跟踪，使错误难以调试
• 仍是一种新的编程语言，仍在发展中
• 文档仍在完善中
• 编译时间较慢

Python的优缺点

Python的优点

• 易于学习
• 广泛的库支持
• 适合快速应用程序开发
• 解释型语言的优势
• 真正可移植
• 动态类型

Python的缺点

• 不是最快的编程语言
• 运行时错误
• 内存消耗较高
• 数据库访问未优化
• 不适合开发移动或桌面应用程序

Rust与Python对比

性能

在性能方面，Rust明显胜出。由于代码被编译成机器码，它可以直接与硬件交互。Rust的内存管理方法也意味着更好的性能，因为它在代码编译期间强制执行内存检查。

Python由于是解释型的而缺乏速度。这意味着Python虚拟机(PVM)必须首先解释代码，然后才能与硬件交互。

内存管理

Python和Rust都旨在实现内存安全。然而，Rust通过其独特的所有权模型非常认真地对待内存管理，其中变量需要被借用才能使用。一旦借用期结束，Rust的借用检查器会自动删除变量引用，确保适当的内存管理。

另一方面，Python也是内存安全的，但使用垃圾收集器，这可能导致运行时竞争条件。

安全性

Rust非常重视安全性，这从其所有权模型中显而易见。它还为希望构建防弹应用程序的开发者提供适当的Secure Rust指南。

Python也非常安全，但在内存和线程安全方面都有所欠缺。

错误处理

在错误处理方面，Python使用异常来处理错误。因此，开发者可以显式提及异常，这些异常与已有的内置异常一起工作。

在Rust中，错误处理的工作方式不同。Rust提供两种错误类别：可恢复错误和不可恢复错误。

你应该学习哪个？

在Python和Rust之间选择很困难。两者都是优秀的编程语言。然而，你可能会发现每种语言都有其优点和缺点。

简而言之，你应该学习Rust如果：

• 你需要以并发为核心的解决方案
• 你想要扩展应用程序以满足用户需求
• 你想要进行低级编程，同时访问逻辑和函数式语法
• 你希望代码易于维护
• 你希望受益于Rust在市场上的高需求

另一方面，你应该学习Python如果：

• 你想要进行数据科学项目并受益于其可扩展的可视化选项
• 你想要创建易于开发和维护的Web应用程序
• 你希望成为受欢迎的Python开发者
• 你想要进行网络爬虫或数据提取

如果你完全是编程新手，最好从Python开始，然后转向Rust。对于有经验的程序员，Rust可能感觉更强大。

何时使用？

何时使用Rust？

Rust的低级性能、零成本抽象和出色的内存管理使其适合以下用途：

• 编程操作系统或微控制器应用程序
• 需要重写替换软件部件编程的项目
• 嵌入式系统工作

何时使用Python？

Python是一种通用编程语言，适合各种用例：

• Web开发
• 数据分析和可视化
• 机器学习和人工智能

结论：哪个更好？

在编程语言方面没有真正的赢家。每种编程语言的核心都有一个指导它的哲学。Python和Rust的核心哲学是不同的。

Python的哲学是易用性、原型友好和维护友好。另一方面，Rust主要专注于为程序员提供开发无错误、高性能解决方案的工具。

你可以为科学研究、数据科学和Web开发选择Python。然而，如果你进行神经网络开发、WebAssembly开发或区块链开发，Rust似乎是更好的选择。