Rust由於其強大的安全性受到大量關注，被認為C++在系統程式設計領域最強大的挑戰者。本文從語言、框架等方面比較了兩者的優缺點。原文: Rust vs C++: An in-depth language comparison

Rust和C++的比較是開發人員最近的熱門話題，兩者之間有許多相似之處，許多開發人員想知道哪一種更好(特別是對於系統程式設計)。

這兩種語言都在系統開發領域競爭，與Python等對初學者更友好的語言相比，兩者都有陡峭的學習曲線。

在選擇某種程式語言時，應該考慮對於特定用例的效率和生產力。本指南將深入研究Rust和C++，比較兩種語言的用途和優缺點。

概覽: - 什麼是Rust？ - 什麼是C++？ - 技術比較 - 框架 - 遊戲開發 - 總結和結論

什麼是Rust？

Rust是Mozilla開發的一種多正規化程式語言，主要關注效能和安全性，以其高階的安全併發能力而聞名，語法類似於C++，但提供了更快的速度和記憶體安全性(不使用垃圾收集器)。

Rust最初是為Mozilla Firefox瀏覽器開發的，但其效率及優勢吸引了許多C++開發人員，他們開始轉而使用Rust(通常用於遊戲開發)。

Rust在記憶體管理方面獨具創新。例如，不允許空指標或野指標。由於其功能，Rust通常被用於構建裝置驅動程式、嵌入式系統、遊戲和作業系統，如BlogOS、Redox、RustOS、Rux、Tock。

Rust程式碼以其在測試前除錯程式碼的速度和能力而聞名。例如，Rust可以幫助我們開發在執行時檢查程式碼錯誤的程式。

Rust的顯著特徵

• 記憶體管理
• 記憶體安全
• 所有權系統
• 多正規化
• 速度和效能

Rust的Hello World:

rust fn main() { println!("Hello World!"); } --> Hello World!

什麼是C++？

C++是一種高階通用編譯語言，已經存在了很長時間。由於其複雜的語法，C++程式碼通常用於需要高速、併發性的程式。C++以幫助開發者真正接近操作硬體而聞名。

C++是C語言的擴充套件，因此繼承了許多相似之處，但更傾向於嵌入式軟體和大型系統。

C++以其效能、健壯性和效率而聞名，提供了對系統及其記憶體的大量控制。C++是構建微軟Windows等作業系統和電子遊戲開發的主要語言，許多遊戲開發框架都是用C++開發的。

C++還提供了豐富的標準庫，稱為標準模板庫(Standard Template Library)。有了STL，從圖形介面應用到桌面應用、3D圖形和遊戲，一切都很容易構建。

C++的顯著特徵

• 面向物件
• C++模板(STL)
• 操作符過載
• 繼承
• Lambda表示式

C++的Hello World:

```c++

include

using namespace std; int main() { // your code goes here cout << "Hello World"; return 0; } --> Hello World ```

技術比較

那麼，為什麼要用Rust，或者為什麼要用C++呢？如果兩者都是高效能、開源、功能強大的，那麼哪個是更好的選擇呢？我們深入研究一下它們的技術組成部分。

從更高的角度來看，C++擁有更大的社群、更廣泛的用例和更多框架，並且得到了所有軟體公司的認可。另一方面，Rust在安全性、速度以及防止由於靜態型別特性而導致的錯誤、不安全程式碼方面表現更好。

Rust在防止可能導致未定義行為的資料競爭方面做得很好，而C++做不到這一點，並有可能產生漏洞。

記憶體安全性

大多數系統級語言都不提供自動記憶體管理，因為垃圾收集等特性會降低效能。為了保持速度，C++犧牲了記憶體安全性，這是一個明顯的缺點。

C++最近的更新有了一些新特性，如RAII(資源獲取即初始化, Resource Acquisition is Initialization) ，以擺脫手動記憶體管理，但並沒有解決底層的核心問題。

為了解決這一問題，Rust使用了一種所有權系統(system of ownership) ，該系統全面加強並提高了記憶體安全性，基本上消除了任何手動記憶體管理過程。Rust為記憶體管理過程提供了內建特性，而C++則將其留給了開發者。

指標

在電腦科學中，指標是儲存記憶體地址的物件。換句話說，地址"指向"程式中的其他資料。智慧指標是具有額外元資料和功能的資料結構。大多數高階和低階語言都有某種指標功能。

C++提供了可以像智慧指標一樣使用的型別std::shared_ptr和std::unique_ptr。Rust標準庫中有幾個智慧指標，比如引用計數智慧指標型別。

Rust和C++都以物件的形式大量使用智慧指標(Rust中的String或C++中的std::string)，並提供了許多有用的附加特性。

編譯時間

C++和Rust的完整構建時間大致相同(取決於C++專案實現了多少個模板，模板越多越慢)。C++通常在增量編譯方面做得更好。Rust的編譯器以友好著稱，提供了有用的錯誤訊息和一流的工具。

易用性

大多數同時使用Rust和C++的人都說Rust更容易使用，因為它有定義良好的語義和防止不必要/未定義行為的能力。類似的，C++有如此多的特性，以至於要跟蹤其發展很有挑戰性。由於C++向開發者展示了底層工作原理，所以C程式設計師可以非常好的理解其功能。

框架和類庫

儘管Rust比C++更年輕，但都提供了優秀的框架和庫，不過C++庫往往更通用一些。這裡的區別在於，C++不是像Java、C#或JavaScript那樣的框架驅動環境，因此這些框架並不會被廣泛使用。

在Rust中，有幾個提供了良好功能、安全性和健壯性程式碼的框架，例如:

• Rocket: 用於提高安全性、速度和靈活性的Rust web框架。
• Nickel: 用於開發具有明確驗證規則、使用者友好的資訊流控制系統的Rust框架。
• Azul: 基於Rust的即時模式GUI框架，用於開發桌面應用程式。

在庫方面，C++主要是標準庫，這是類和函式的集合，提供了幾種通用容器、用於操作容器的函式、通用字串和流(包括互動I/O和檔案I/O)以及其他語言支援。

虛幻引擎是一個用C++編寫遊戲開發框架。

遊戲開發

目前，C++是遊戲開發的主要語言。大多數佔據市場主導地位的遊戲都是用C++編寫的，而用C++編寫的虛幻引擎(Unreal Engine)則是遊戲開發的主要框架。

Rust也進入了遊戲開發領域，但並不能提供與框架相同的功能。可以用Rust開發遊戲，但要在這一領域與C++競爭還需要一些時間。隨著越來越多的Rust開發者構建Rust生態系統，競爭可能會更加激烈。

所以，如果對遊戲開發感興趣，那就繼續學習C++，但也要密切關注Rust，特別是現在Rust基金會建立了之後。

使用者介面

儘管C++和Rust都不是UI開發的首選，不過UI開發仍然是比較兩者的流行領域，他們的表現如何呢?

C++提供了GTKmm，這是GTK+ C庫的現代介面。Rust提供了Azul，就是上面提到的開源即時模式GUI框架，這一框架更新更現代，擁有活躍的社群。

總結和結論

那麼，哪個更好呢？兩種程式語言都有各自獨特的優點和缺點。

• 就社群支援而言，C++更好。如果需要可靠的、受良好支援的、具有強大庫的語言，C++是個不錯的選擇，遊戲開發也應該使用C++。
• Rust對於記憶體安全和併發性的支援更好，也更容易學習和使用。如果希望程式碼非常安全並避免記憶體洩漏，那麼Rust是正確的選擇。

最後，你應該選擇讓你覺得舒服的語言。選擇Rust或C++都不會讓專案失敗，兩種語言都是可靠的、廣泛使用的、公認的語言，都可以完成工作。

你好，我是俞凡，在Motorola做過研發，現在在Mavenir做技術工作，對通訊、網路、後端架構、雲原生、DevOps、CICD、區塊鏈、AI等技術始終保持著濃厚的興趣，平時喜歡閱讀、思考，相信持續學習、終身成長，歡迎一起交流學習。 \ 微信公眾號：DeepNoMind