Rust и Zig, оба языка нацелены на написание эффективного и производительного кода, однако для достижения этой цели они используют разные методы. Стоит отметить, что Rust и Zig основаны на совершенно разных концепциях, что может повлиять на выбор разработчиков при выборе. Чтобы получить более глубокое понимание того, как они работают по сравнению друг с другом, мы более подробно изучим их соответствующие характеристики.

Редактор｜зуйи

Что такое ржавчина?

Rust — это язык программирования общего назначения, известный своей эффективностью, производительностью и безопасностью памяти. Он представляет новый способ программирования, который позволяет разработчикам по-прежнему использовать объектно-ориентированное и функциональное программирование.

Кодирование на Rust требует другого образа мышления, который вращается вокруг владения и заимствования правил языка.

Хотя такой образ мышления облегчает разработчикам написание безопасного и эффективного кода, он является сложной задачей по сравнению с такими языками, как C и C++, особенно для новичков.

Rust устраняет кроссплатформенные ограничения C и C++, позволяя компилировать код в исполняемый файл, который запускается в целевой системе. Это означает, что код можно скомпилировать в мультисистемные версии без существенных модификаций.

Давайте посмотрим на Rust-версию Hello world:

fn main() {
    let text: &str = "World";
    println!("Hello, {}!", text);
}

Как и в других компилируемых языках программирования, в Rust каждая исполняемая программа начинается с функции main. Если вы запустите приведенный выше пример, на ваш терминал будет выведено сообщение «Hello, World!».

Преимущества и недостатки Rust

В Rust некоторые функции полезны для разработчиков, тогда как другие усложняют разработку. В этой главе мы представим преимущества и недостатки Rust соответственно.

Rustнекоторые изПреимуществаВключая следующие пункты：

• Параллелизм и параллелизм: в Rust имеется встроенная поддержка параллелизма.,А также безопасные и эффективные функции многопоточности.
• производительность: поскольку код Rust не требует среды выполнения,При этом не требует дополнительного энергопотребления сборщика мусора.,Это позволяет использовать меньше ресурсов и повысить производительность.,
• Безопасность памяти и отсутствие сбора мусора: благодаря таким правилам, как владение и заимствование.,Rust управляет памятью без сборщика мусора,Результатом является более эффективная и предсказуемая производительность.
• Кроссплатформенная совместимость: Rust поддерживает кроссплатформенную разработку, а это означает, что код можно использовать в нескольких системах без слишком большого количества модификаций кода.
• Сильная экосистема: Rust имеет сильную экосистему инструментов и библиотек. Его менеджер пакетов Cargo значительно упрощает управление зависимостями и интеграцию с внешними библиотеками.

Rustнекоторые изНедостаткиВключая следующие пункты：

• Кривая обучения: Синтаксис Rust может быть немного сложным для новых пользователей. Его синтаксис сочетает в себе функциональное и систематическое программирование.,Сильное влияние оказывают правила владения и заимствования. также,Новый Разработчик также должен изучить такие концепции, как системы собственности, жизненные циклы и правила заимствования.,Это требует некоторых усилий , рисунок ниже представляет собой широко распространенную диаграмму кривой обучения (из Geeknet).

• компиляция требует времени: требования безопасности Rust приводят к увеличению времени компиляции. Rust тщательно проверяет ваш код, чтобы предотвратить проблемы, которые могут возникнуть во время выполнения.,Это означает, что время его компиляции будет дольше, чем у большинства языков.
• Ограниченные ресурсы: хотя Cargo — полезный менеджер пакетов.,Предоставляет множество доступных инструментов и библиотек.,Но если посмотреть на это в целом,Экосистема Rust менее развита, чем большинство языков. в некоторых профессиональных областях,У Rust может быть меньше ресурсов,Заставляет разработчиков чаще писать код с нуля
• Громоздкий процесс разработки: из-за упора на безопасность и точность.,Используйте строгие правила и ясность,Разработка Обычно необходимо писать больше кода на Rust.,Хотя может быть и качественная продукция,но часто удлиняет процесс разработки,Значительное влияние на небольшие проекты
• Взаимодействие: Интеграция кода Rust в код, написанный на других языках, может быть довольно сложной.

Хотя у Rust есть свои недостатки, он остается популярным выбором среди разработчиков. В опросе разработчиков Stack Overflow 2023 года Rust получил звание любимого языка: более 80% респондентов заявили, что все еще хотят использовать его в следующем году.

Распространенные сценарии использования Rust

Теперь, когда вы понимаете возможности Rust, давайте посмотрим, где он уже реализован.

• В системном программировании,RustДля создания операционных систем、система баз данных、Очень полезно в таких сценариях, как драйверы устройств и встроенные системы.
• Веб-разработчик фронтенда и бэкенда также использует Rust.,Бэкэнд-разработка с использованием популярных фреймворков, таких как Rocket или Actix.,А также использование WebAssembly или Tauri для фронтенд-разработки.

Rust также используется для сетевых сервисов, таких как сетевые протоколы, прокси, балансировщики нагрузки, программное обеспечение VPN и т. д.

Некоторые из более специализированных вариантов использования Rust включают в себя:

• Разработка игр с использованием игровых движков, таких как Amethyst и Bevy.
• В области блокчейна и криптовалюты используется для разработки смарт-контрактов и сетей блокчейнов в таких проектах, как Solana. В Интернете вещей (IoT), используемых в таких устройствах, как программирование микроконтроллеров и датчиков.

Что такое Зиг?

Хотя Zig больше похож на традиционные языки программирования, такие как C и C++, он уделяет такое же внимание безопасности и эффективности памяти, как и Rust. Однако, в отличие от Rust, Zig хорошо интегрируется с существующим кодом C и C++ и не требует внешних механизмов, таких как FFI, для упрощения взаимодействия.

Подобно Rust, C и C++, Zig не использует сборщик мусора. Чтобы обеспечить безопасность памяти на уровне Rust, Zig предоставляет механизмы обеспечения безопасности памяти, такие как:

• Строго компилировать контроль времени
• Необязательный тип для обработки потенциальных нулевых значений.
• Явная обработка ошибок с типом Error
• Улучшенное распределение памяти с помощью встроенного распределителя.

Эти механизмы не так сильно влияют на привычки кодирования, как в Rust. Давайте посмотрим на пример Hello world в Zig:

const std = @import("std");

pub fn main() void {
  std.debug.print("Hello, world", .{});
}

Для разработчиков за многими языками программирования стоит философия и философия дизайна. Например, Rust фокусируется на безопасности памяти, эффективности, отсутствии сборки мусора и производительности. А что насчет Зига? Его философия включает в себя:

• Простая интеграция с кодом C и C++.
• Создавайте автономные двоичные файлы, которые не зависят от системных зависимостей.
• Простая кроссплатформенная разработка
• Быстрое время компиляции

Далее мы рассмотрим сильные и слабые стороны Zig, прежде чем рассмотреть варианты его использования.

Преимущества и недостатки зигзага

Как и в Rust, давайте начнем с преимуществ, а затем рассмотрим недостатки.

Zigдля Разработчикпоставлятьнекоторые изПреимуществавключать：

• Контроль и возможности низкого уровня: Zig идеально подходит для систем и сценариев, где требуется прямое управление системными ресурсами.
• Функции безопасности: такие функции, как встроенный дозатор, позволяют легко предотвратить ошибки.,Повышение надежности кода,и уменьшить количество ошибок и уязвимостей
• Оптимизация производительности: Zig — это инструмент, который оптимизирует код для эффективного выполнения и настройки производительности. Он обеспечивает ручное управление памятью, проверку времени и прямой доступ к инструкциям ЦП для приложений более высокого уровня.
• Простота и читаемость: Zig имеет простой синтаксис и языковой дизайн, похожий на C. Это упрощает чтение, запись и поддержку кода.
• Минимальные внешние зависимости: Zig сводит к минимуму внешние зависимости, необходимые для создания и запуска программ, упрощая разработку, повышая переносимость и снижая нагрузку на кроссплатформенное управление зависимостями.
• Возможности мета-программирования: программирование эпохи компиляции Zig повышает гибкость и производительность кода за счет уменьшения потребности в шаблонном коде и обеспечения оптимизации кода.

Zigнекоторые изНедостаткивключать：

• Ограниченная экосистема: поскольку язык Зиг все еще находится на ранней стадии развития, экосистема у него меньше, чем у зрелых языков.
• Кривая обучения: Понимание Zig может занять некоторое время для тех, кто не знаком с концепциями низкоуровневого программирования (по сравнению с Rust, требуемое время очень короткое).
• Зрелость и инструменты: Zig — это новый язык, и ему есть куда совершенствоваться. Но обратите внимание, что его по-прежнему поддерживает сильное и активное сообщество.
• Проблемы совместимости: Zig предоставляет интерфейс C для совместимости, но интеграция с другими языками может потребовать дополнительной работы, такой как управление преобразованием данных и связью между языками.
• Доступность документации: Zig — относительно новый язык, поэтому документация ограничена, и сообщество усердно работает над улучшением доступности документации.

Распространенные сценарии использования Zig

Давайте углубимся в некоторые реальные варианты использования Zig и посмотрим, как он работает в реальных сценариях!

Разработчики могут использовать Zig в системном программировании для создания операционных систем, драйверов устройств и встроенных систем. Он также имеет множество сценариев применения в инструментах командной строки, которые можно использовать для создания эффективных и быстрых интерфейсов командной строки, создания системных сценариев или оптимизации производительности существующих инструментов.

В области разработки компиляторов и языков Zig известен своими возможностями метапрограммирования и стремлением к простоте. Хорошо известным проектом с открытым исходным кодом является Bun — среда выполнения JavaScript, разработанная с использованием Zig.

Как и Rust, Zig также имеет несколько более профессиональных сценариев использования:

• Разработка игр, поскольку она поддерживает высокопроизводительные игровые движки и может моделировать в реальном времени.
• Во встроенных системах и Интернете вещей, используется при программировании микроконтроллеров, датчиков и других устройств с ограниченными ресурсами.
• В криптографических приложениях, используемых для реализации алгоритмов шифрования, цифровых подписей, протоколов безопасной связи и других компонентов, чувствительных к безопасности.

Rust vs. Zig

Раньше мы рассматривали Раста и Зига по отдельности, теперь пришло время сравнить их вместе. Всегда интересно сравнивать разные языки программирования, особенно если они преследуют схожие цели.

Начнем с того, что у них общего:

• Безопасность памяти. И Rust, и Zig отдают приоритет безопасности памяти и предотвращают распространенные ошибки при программировании посредством строгих проверок компиляции, статической типизации и специальных правил для каждого языка.
• Низкоуровневый контроль: оба обеспечивают больший контроль над системными ресурсами, что делает их идеальными для задач и систем низкого уровня.
• Оптимизация производительности: оба языка программирования известны высокооптимизированным кодом с такими функциями, как ручное управление памятью, прямой доступ к ЦП и оценка на основе времени.
• Сообщество и удобство использования. И Rust, и Zig — это проекты с открытым исходным кодом, с активными сообществами, документацией и поддержкой инструментов.
• Нет неопределенного поведения: оба языка программирования имеют строгие средства проверки компиляции и другие функции.,Может предотвратить неопределенное поведение. Уловив проблему при компиляции,Улучшена стабильность и безопасность программы.

А пока вы можете использовать сравнение ниже, чтобы понять различия между Rust и Zig:

Помимо сходств и различий, мы также можем сравнить Rust и Zig по производительности, популярности и зарплатам программистов. Давайте посмотрим поближе.

Rust против Zig: Производительность

Объективно говоря, нет языка с абсолютно лучшей производительностью между Rust и Zig. Rust может превосходить Zig в определенных приложениях, а Zig может превосходить Rust в других областях.

Давайте подробнее рассмотрим производительность каждого языка, сравнив их с результатами тестов языков программирования и компиляторов:

Этот тестовый проект содержит программы, написанные на нескольких языках программирования и запускаемые одновременно. Представив результаты их работы в табличной форме, вы сможете увидеть, как каждый язык программирования справился с поставленной задачей.

На рисунке выше показаны программы Mandelbrot и nbody, написанные на Rust и Zig, в порядке от лучшей к худшей производительности.

Вы заметите, что в некоторых случаях Zig работает лучше, чем Rust, а в других случаях Rust работает лучше, чем Zig. Оба языка являются высокопроизводительными, поэтому выбор любого варианта для вашего проекта должен соответствовать вашим потребностям.

Rust против Zig: популярность

Популярность может быть важным фактором при выборе языка программирования для изучения. Выбор популярного языка не только увеличивает ваши шансы найти ресурсы и поддержку, но также означает, что у вас больше шансов найти разработчиков для сотрудничества.

Последний опрос разработчиков StackOverflow дает некоторые интересные идеи. Как упоминалось ранее, Rust был языком, которым больше всего восхищались в этом году: 84,66% респондентов заявили, что хотят использовать его снова в следующем году, по сравнению с 71,33% у Zig.

Rust занимает 14 место в списке популярных языков, а Zig — 41 место из 51 перечисленного языка.

Вероятно, потому, что Зиг все еще находится на ранней стадии, в обоих случаях он приобрел меньшую популярность. В любом случае, очень важно учитывать популярность языка, на котором вы выбираете работать.

Раст против Зига: Компенсация

Опрос разработчиков StackOverflow также включает информацию о самых высоких зарплатах, о которых сообщили респонденты. Если вы заинтересованы в выходе на рынок разработки программного обеспечения, эта таблица может оказаться вам полезной.

Интересно, что Zig, несмотря на то, что он выбран новым языком, на самом деле является самым высокооплачиваемым языком в этом году, а Rust занимает 14-е место в списке. Если вы хотите изучить Rust или Zig по профессиональным причинам, эта информация может оказаться полезной:

Хотя эта диаграмма очень полезна, она дает лишь частичную информацию. При определении зарплаты разработчика следует учитывать и другие факторы, такие как уровень его опыта и компания, в которой он работает.

Когда дело доходит до Раста и Зига, трудно сказать, кто из них явный победитель. У каждого языка есть свои преимущества и недостатки. Прежде чем погрузиться в какой-либо язык, очень важно провести исследование. Поэтому я надеюсь, что эта статья поможет вам сделать правильный выбор.

Спасибо, что нашли время прочитать! Если у вас есть вопросы о каком-либо из языков, пожалуйста, оставляйте комментарии ниже.

Из-за ограниченности времени, видения и знаний автора эта статья неизбежно будет содержать ошибки, упущения и другие ошибки. Мы с нетерпением ждем исправлений и обмена информацией с читателями, друзьями и экспертами отрасли.

Ссылки

1.https://blog.logrocket.com/comparing-rust-vs-zig-performance-safety-more/