C++ 与 Rust 的区别

Rust 是什么？

Rust 是一种计算机语言，于 2010 年由 Mozilla 创建，主要关注效率和安全性，特别是安全并发。尽管 Rust 编程语言在语法上与 C++ 相似，但它在不使用垃圾回收的情况下提供了内存安全。它的目标是在性能和安全性方面超越 C++ 编程语言。

什么是 C++？

C++ 是一种面向对象的编程语言。它由丹麦计算机科学家 Bjarne Stroustrup 于 1985 年创建。它是 C 编程语言的一个优秀概念性补充，因此也有“带类的 C”之称。鉴于它是一种面向对象的编程语言，并且由于 STL 库中的方法，我们可以快速地使用它进行编程，C++ 是一种很棒的编程语言（标准模板库）。

C++ 和 Rust 的用途模式

尽管本文比较了 Rust 和 C++，但了解这两种编程语言的常用用途仍然很重要。

• 在硬件受限的设备上执行应用程序，通常称为嵌入式设备。
• 内核驱动程序的创建
• 构建可与其他语言一起使用的库
• 后端编程
• 游戏开发

从技术角度比较 Rust 和 C++

存储安全

C++ 编程语言最初不包含内存安全功能，因为垃圾回收等功能会使程序运行速度变慢。在最近的升级后，C++ 移除了手动内存管理工具并添加了 RAII（资源获取即初始化）等新功能，但内存安全问题仍然存在。

相反，Rust 通过其所有权结构来解决这个问题，从而提高了内存安全性。这是因为废除了手动内存管理过程。C++ 缺乏内置的管理过程函数，但 Rust 有。

Rust 与 C++ 的编译时间

即使 C++ 和 Rust 的构建时间几乎相同（模板越多，编译时间越长），这也取决于我们在 C++ 项目中实现了多少模板。然而，在编译时间性能方面，C++ 通常表现更好。Rust 的编译器具有许多生成错误警告的有用功能，并且非常用户友好。

指针和地址

指针是存储另一个对象内存地址的项。在大多数高级和低级语言中都存在指针功能。

C++ 提供了 shared_ptr 和 unique_ptr，可以像智能指针一样使用和处理。Rust 标准库中也提供了许多智能指针。因此，Rust 和 C++ 都使用智能指针，这对两种编程语言都有几个好处。

面向对象编程

C++ 相对于 Rust 的主要优势在于它是一种面向对象的编程语言，这一点我们已经知道了。Rust 则不是。作为一种面向对象的语言，C++ 提供了许多功能，如类、对象、模板、继承、多态等。

并发性

Rust 编程标准库中的并发功能，如原子、线程、条件变量、互斥量等，几乎与 C++11 版本相同。C++11 之后的 C++14、C++17 和 C++20 版本添加了许多额外的并发相关功能。

平台和编译器支持

C++ 和 Rust 都支持多种平台，包括 Linux、Mac 以及 32 位和 64 位 Windows 架构。但是，C++ 的编译器比 Rust 多。与 Rust 不同，C++ 是一种更流行的编程语言，因此编译器缺陷和错误通常会得到及时报告和解决。

外部库

Rust 和 C++ 都有顶级的框架和库。Rust 中的许多框架，如 Rocket、Nickel、Azul 等，提供了强大、功能丰富且安全的编程。标准模板库 (STL) 是 C++ 著名的库，它是一个包含许多有用类和方法的集合。它提供了多种可以直接用作数据结构的容器、为这些容器提供各种功能和操作的函数、通用字符串、流以及对其他语言的支持。

包处理和工具

Cargo 是 Rust 的官方包管理器，类似于 Python 和 JavaScript 的包管理器。例如，Conan 是 C++ 的顶级包管理器之一。使用 Cargo 比使用 Conan 更简单。

游戏开发支持

如今，C++ 是游戏开发最流行的语言，用于创建市面上绝大多数游戏。作为最流行的游戏开发基础，C++ 也被用于创建虚幻引擎。Rust 也为游戏开发提供了平台，并且拥有与 C++ 类似的强大框架。Rust 允许我们创建游戏，但这将比 C++ 需要更长的时间。因此，总而言之，我们可以说对于游戏开发来说，C++ 比 Rust 更好。

框架支持

流行的编程语言 Rust 提供了许多有用的框架，如 Rocket（一个提供更高安全性、性能和灵活性的 Web 框架）、Nickel（一个提供易于理解的信息流控制系统的框架）和 Azul（一个用于开发桌面应用程序的 GUI 框架）。

另一方面，C++ 中的 STL（标准模板库）是一个强大的库，包含大量内置函数。

从非技术角度比较 Rust 和 C++

性能标准

由于 C++ 和 Rust 都是低级编程语言，因此用它们创建的应用程序运行速度快且高效。它们都不依赖垃圾回收器。需要记住的重要一点是，Rust 代码需要一些特定的优化。C++ 可以使用智能指针等安全控件，而 Rust 则使用绑定语法。

社区支持

两种语言都有非常强大的社区支持；Rust 有 Rust 基金会，而 C++ 有 C++ ISO 委员会。两种语言都有活跃的社区。但是，C++ 的 StackOverflow 贡献者、开源项目和社区数量要多得多。这是因为 C++ 是一种比 Rust 更古老的语言。

学习曲线和开发速度

对于初学者来说，C++ 和 Rust 都很难掌握。但是，如果大多数人已经熟悉 C、Java 或 C#，他们会觉得 C++ 的基本语法更容易学习。另一方面，大多数 Rust 初学者在所有权概念和 OOP 实现方面会遇到困难。根据 Rust 程序员的说法，理解 Rust 的语法可以加快他们的开发速度，因为 Rust 的所有权模型提供了很多功能。但是，C++ 的所有权范式提供了 shared_ptr 和 unique_ptr。

Rust 解决了 C++ 未能解决的哪些问题？

Rust 在 C++ 失败的领域取得了成功，它被用于硬件开发、增强现实、虚拟现实、物联网应用等领域。此外，Rust 在设备类或嵌入式开发方面表现更好。它非常适合创建低级软件，如操作系统内核、微控制器驱动程序和系统实用程序。

C++ 仍将是赢家的领域是什么？

尽管 C++ 已经存在了 35 年以上，但在许多领域它仍然优于竞争语言。

• 与其他语言相比，现有代码库拥有更多的现有产品。
• 编译时间大大缩短。
• 这种语言擅长的领域是游戏开发。
• C++ 有许多编译器，包括 GCC、Clang、Cfront、MinGW、LLVM 等等。
• STL，或标准模板库，在 C++ 中非常广泛。

关于 C++ 和 Rust 的误解

• C++ 中的数学比 Rust 更安全。
• Rust 只有一个好处：对象生命周期分析。
• Rust 比 C++ 慢。
• 没有证据证明 Rust 的安全性。
• C 库将无法从 Rust 中受益。

我如何切换 C++ 和 Rust？

由于 CXX 库可以在 Rust 和 C++ 之间调用 C++ 代码，并且效率和安全性都很高，因此可以在这两种编程语言之间轻松切换。在 CXX 库出现之前，手动创建 Rust-C 和 C-C++ 接口使得 Rust-C++ 集成非常困难和繁琐。

结论

C++ 和 Rust 都是项目的绝佳选择，并且都具有很大的潜力。两者都拥有出色的工具、性能和社区支持。但是，我们可以通过以下几点结束我们对 Rust 和 C++ 的比较。

• Rust 在内存安全方面表现更好。
• 在编译时间和指针方面，C++ 更优。
• C++ 拥有比 Rust 更优的库，而 Rust 在框架支持方面更胜一筹。
• C++ 在游戏开发和面向对象编程方面更优。
• 两者都拥有庞大的平台和社区。
• CXX 库使 Rust 和 C++ 之间的转换变得简单。