Python与Rust的区别?

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Python和Rust是两种流行的编程语言,用于编写代码和开发应用程序。虽然Python是一种成熟的、几乎无处不在的编程语言,但Rust更像是一种新兴的语言,在软件开发者社区中迅速流行起来。

本文将比较Python和Rust的特点,以及各自的优点和缺点,这样你就可以决定哪种语言最适合你的下一个项目了。首先,让我们来定义这些语言中的每一种。

Python于1991年由Guido van Rossum首次发布。它是一种多范式的编程语言,被设计为易于扩展,并帮助程序员在端到端的软件开发中高效工作。

Python摆脱了其他编程语言的一些核心主干,如分号和大括号,选择了一种更简单的编程体验,其简单的语法增加了代码的可读性,使其更容易理解。因此,Python的简单性导致它被视为一种非常适合初学者的语言。

Python的灵活性和可扩展性意味着它可以用于许多不同的领域,从系统管理和应用开发到数据科学/分析、机器学习和人工智能(AI)开发。

Python的优势

  • 如前所述,**Python的简单性意味着它的学习曲线比其他编程语言要小,**使其更容易入门。它提供了一个更简单的编码体验,而不会牺牲编写伟大软件所需的任何功能。它的异步编码类型允许开发者轻松处理复杂的编码要求。
  • Python有一个巨大的库和框架集合,可供利用。由于Python是开源的、流行的,而且现在非常成熟,随着时间的推移,它已经建立了大量的库,使开发者很有可能为他们需要的任何一种功能找到一个框架或库。
  • Python还可以 与各种不同的软件集成,如企业应用程序和数据库。它可以很容易地与其他语言如PHP和.NET集成。

Python的劣势

  • Python是一种解释型语言,这意味着与C++和Java等编译型语言相比,它有时会比较慢。
  • 由于有库和集成开发环境(IDE),Python很容易调试,但有时错误会在运行时才显示出来,这就减慢了测试和维护的过程。

什么是Rust?

Rust是一种较新的、多范式的通用编程语言。它是由Mozilla Research的Graydon Hoare推出的。Rust专注于稳定性、性能和安全性。作为一种静态类型的语言,它的架构是内存高效的,并且符合C/C++的编码标准。

尽管Rust是一种比Python年轻得多的语言,但它已经迅速在编程社区中流行起来,根据2021年StackOverflow的开发者调查,它是目前最受欢迎的技术。为什么呢?让我们来看看Rust的优点和缺点。

Rust的优点

  • Rust是为性能导向而设计的,这意味着它比其他语言要快得多,具有更有效的内存架构,而且没有运行时或垃圾收集。
  • Rust还执行严格的安全内存分配和安全编码做法,使其更加稳定和安全。
  • Rust给开发者提供了对低级资源的直接安全控制。(可与C/C++媲美)

Rust的劣势

  • Rust比其他语言略微复杂一些,这意味着与Python等相比,它的学习曲线相对较高。这是因为Rust需要稍高程度的编码知识,以便有效地使用它。
  • Rust对猴子补丁的支持程度相对较低(猴子补丁是一种让程序在本地扩展或修改支持系统软件的方式)。
  • 与其他语言相比,Rust的代码编译器可能很慢。

当Python比Rust好时

这里有几个方面使Python成为比Rust更好的选择,包括编码的简易性和可理解的文档。

编码的简易性

由于Python是为简单而设计的,它有一个高度可读的代码结构,其简单的语法意味着对所有级别的开发人员来说都更容易上手。Python的集成能力也意味着它可以很容易地适应许多开发项目的需要。Rust更适合于系统编程和特定的使用案例,其较高的学习曲线使编码稍显复杂。

文档

虽然Python和Rust都有由官方来源和社区支持维护的优秀文档,但Python文档对初学者更友好,理解和利用它的障碍更低。这并不是说Rust没有很好的文档;它确实有,而且它的使用也相对简单,但比Python更适合技术用户。

可扩展性

Python在可扩展性方面有明显的优势,因为有大量的库、框架、软件和服务可用于Python或能够支持Python。

Rust是一种相对较新的语言,但由于它的流行,它确实有一个快速增长的生态系统。不过,它仍然无法与Python提供的选项相提并论--至少现在还不行。

社区

这两种语言都是开源的,这意味着开发者社区直接参与了语言的开发和改进。Python更成熟,使用更广泛,目前它的社区比Rust大得多。对于Python开发的任何要求,都有相应的资源,而且可以很容易地获得。

Rust的社区很小,但很有帮助,而且非常活跃。不过,Python在这方面还是有优势的,因为在Rust中寻找资源需要更多的时间,而且资源也比较少。

当Rust比Python更好时

Rust比Python提供更高的性能,并提供更好的错误处理能力。

性能

正如我们已经提到的,Rust是为高性能而设计的。作为一种解释语言,Python比较慢;在某些情况下,Rust的运行速度可以达到Python的2倍。由于Rust是直接编译到机器代码中的,所以在硬件和代码本身之间不需要解释器或虚拟机。另一个提高Rust性能的因素是其内存管理。

垃圾收集

Rust给了程序员一个选择,即是将数据存储在堆栈还是堆中。这个功能可以在程序编译过程中使用,以确定何时不再需要内存,必须进行清理。

此外,这个选项将数据清除掉,而不需要程序决定分配和清理内存。Rust也可以很容易地与其他语言集成,而不会对它们产生不利影响,因为它不需要不断地运行垃圾收集器。

就Python而言,它使用了一个垃圾收集器来检查未使用的内存,并在程序运行时对其进行清理。两者都有良好的垃圾收集器,但Rust有优势,因为它不需要在运行时使用。

错误处理

这个是相当平衡的,因为两种编程语言对待错误处理的方式完全不同。当遇到错误时,Python会标记异常,而Rust会返回一个值;这意味着Python没有提供关于如何修复错误的建议,而Rust则提供建议来确定和修复任何问题。

从这个意义上说,Rust提供了更好的开发体验和更容易的调试,并且消除了用户等到运行时才确定一些错误的需要。也就是说,需要注意的是,有各种针对Python的集成开发环境(IDE),可以改善开发中的调试和错误处理部分。

安全性

Rust在设计中强调安全性,其保证的内存使它与其他编程语言不同。除非开发者另有规定,否则它是完全的内存安全。安全Rust指南 指出,"编译器会跟踪有多少变量引用了给定的数据,并执行一套规则来管理和保护Rust程序的任何一点的内存。

另一方面,Python要求开发者自己配置内存管理,以及防止内存泄漏。

那么,哪一个适合我呢?

正如我们所看到的,Python与Rust的辩论并不是一个简单的问题。两者都有优点和缺点,但总的来说都是伟大的、通用的和强大的编程语言,在开发者社区中理所当然地受欢迎。

一般来说,Python提供了更简单的开发体验,更容易入门。它还有一个更大的社区和更广泛的资源库可供选择,因此为潜在的大型项目提供了更好的可扩展性。Python可以用于许多学科,从网络应用开发到DevOps、科学脚本、机器学习和企业应用。这种多功能性,再加上易用性,使我们很容易理解为什么Python如此受欢迎。

同时,如果速度和安全是你的优先考虑,Rust应该是首选。它的性能导向和内存安全使其成为系统开发、文件系统、游戏引擎开发、虚拟现实(VR)和嵌入式集成等项目的理想选择。这些选择清楚地表明,Rust只会继续流行,而且随着它的成熟,它的文档和可扩展性也会提高。