Rust 由于其强大的安全性受到大量关注，被认为 C++在系统编程领域最强大的挑战者。本文从语言、框架等方面比较了两者的优缺点。原文: Rust vs C++: An in-depth language comparison
Rust 和 C++的比较是开发人员最近的热门话题，两者之间有许多相似之处，许多开发人员想知道哪一种更好(特别是对于系统编程)。
这两种语言都在系统开发领域竞争，与 Python 等对初学者更友好的语言相比，两者都有陡峭的学习曲线。
在选择某种编程语言时，应该考虑对于特定用例的效率和生产力。本指南将深入研究 Rust 和 C++，比较两种语言的用途和优缺点。
概览:
- 什么是 Rust？
- 什么是 C++？
- 技术比较
- 框架
- 游戏开发
- 总结和结论
什么是 Rust？
Rust是 Mozilla 开发的一种多范式编程语言，主要关注性能和安全性，以其高级的安全并发能力而闻名，语法类似于 C++，但提供了更快的速度和内存安全性(不使用垃圾收集器)。
Rust 最初是为 Mozilla Firefox 浏览器开发的，但其效率及优势吸引了许多 C++开发人员，他们开始转而使用 Rust(通常用于游戏开发)。
Rust 在内存管理方面独具创新。例如，不允许空指针或野指针。由于其功能，Rust 通常被用于构建设备驱动程序、嵌入式系统、游戏和操作系统，如 BlogOS、Redox、RustOS、Rux、Tock。
Rust 代码以其在测试前调试代码的速度和能力而闻名。例如，Rust 可以帮助我们开发在运行时检查代码错误的程序。
Rust 的显著特征
- 内存管理
- 内存安全
- 所有权系统
- 多范式
- 速度和性能
Rust 的 Hello World:
fn main() { println!("Hello World!"); } --> Hello World!
什么是 C++？
C++是一种高级通用编译语言，已经存在了很长时间。由于其复杂的语法，C++代码通常用于需要高速、并发性的程序。C++以帮助开发者真正接近操作硬件而闻名。
C++是 C 语言的扩展，因此继承了许多相似之处，但更倾向于嵌入式软件和大型系统。
C++以其性能、健壮性和效率而闻名，提供了对系统及其内存的大量控制。C++是构建微软 Windows 等操作系统和电子游戏开发的主要语言，许多游戏开发框架都是用 C++开发的。
C++还提供了丰富的标准库，称为标准模板库(Standard Template Library)。有了 STL，从图形界面应用到桌面应用、3D 图形和游戏，一切都很容易构建。
C++的显著特征
- 面向对象
- C++模板(STL)
- 操作符重载
- 继承
- Lambda 表达式
C++的 Hello World:
#include <iostream> using namespace std; int main() { // your code goes here cout << "Hello World"; return 0; } --> Hello World
技术比较
那么，为什么要用 Rust，或者为什么要用 C++呢？如果两者都是高性能、开源、功能强大的，那么哪个是更好的选择呢？我们深入研究一下它们的技术组成部分。
从更高的角度来看，C++拥有更大的社区、更广泛的用例和更多框架，并且得到了所有软件公司的认可。另一方面，Rust 在安全性、速度以及防止由于静态类型特性而导致的错误、不安全代码方面表现更好。
Rust 在防止可能导致未定义行为的数据竞争方面做得很好，而 C++做不到这一点，并有可能产生漏洞。
内存安全性
大多数系统级语言都不提供自动内存管理，因为垃圾收集等特性会降低性能。为了保持速度，C++牺牲了内存安全性，这是一个明显的缺点。
C++最近的更新有了一些新特性，如 RAII(资源获取即初始化, Resource Acquisition is Initialization) ，以摆脱手动内存管理，但并没有解决底层的核心问题。
为了解决这一问题，Rust 使用了一种所有权系统(system of ownership) ，该系统全面加强并提高了内存安全性，基本上消除了任何手动内存管理过程。Rust 为内存管理过程提供了内置特性，而 C++则将其留给了开发者。
指针
在计算机科学中，指针是存储内存地址的对象。换句话说，地址"指向"程序中的其他数据。智能指针是具有额外元数据和功能的数据结构。大多数高级和低级语言都有某种指针功能。
C++提供了可以像智能指针一样使用的类型std::shared_ptr和std::unique_ptr。Rust 标准库中有几个智能指针，比如引用计数智能指针类型。
Rust 和 C++都以对象的形式大量使用智能指针(Rust 中的String或 C++中的std::string)，并提供了许多有用的附加特性。
编译时间
C++和 Rust 的完整构建时间大致相同(取决于 C++项目实现了多少个模板，模板越多越慢)。C++通常在增量编译方面做得更好。Rust 的编译器以友好著称，提供了有用的错误消息和一流的工具。
易用性
大多数同时使用 Rust 和 C++的人都说 Rust 更容易使用，因为它有定义良好的语义和防止不必要/未定义行为的能力。类似的，C++有如此多的特性，以至于要跟踪其发展很有挑战性。由于 C++向开发者展示了底层工作原理，所以 C 程序员可以非常好的理解其功能。
框架和类库
尽管 Rust 比 C++更年轻，但都提供了优秀的框架和库，不过 C++库往往更通用一些。这里的区别在于，C++不是像 Java、C#或 JavaScript 那样的框架驱动环境，因此这些框架并不会被广泛使用。
在 Rust 中，有几个提供了良好功能、安全性和健壮性代码的框架，例如:
- Rocket: 用于提高安全性、速度和灵活性的 Rust web 框架。
- Nickel: 用于开发具有明确验证规则、用户友好的信息流控制系统的 Rust 框架。
- Azul: 基于 Rust 的即时模式 GUI 框架，用于开发桌面应用程序。
在库方面，C++主要是标准库，这是类和函数的集合，提供了几种通用容器、用于操作容器的函数、通用字符串和流(包括交互 I/O 和文件 I/O)以及其他语言支持。
虚幻引擎是一个用 C++编写游戏开发框架。
游戏开发
目前，C++是游戏开发的主要语言。大多数占据市场主导地位的游戏都是用 C++编写的，而用 C++编写的虚幻引擎(Unreal Engine)则是游戏开发的主要框架。
Rust 也进入了游戏开发领域，但并不能提供与框架相同的功能。可以用 Rust 开发游戏，但要在这一领域与 C++竞争还需要一些时间。随着越来越多的 Rust 开发者构建 Rust 生态系统，竞争可能会更加激烈。
所以，如果对游戏开发感兴趣，那就继续学习 C++，但也要密切关注 Rust，特别是现在Rust基金会创建了之后。
用户界面
尽管 C++和 Rust 都不是 UI 开发的首选，不过 UI 开发仍然是比较两者的流行领域，他们的表现如何呢?
C++提供了 GTKmm，这是 GTK+ C 库的现代接口。Rust 提供了 Azul，就是上面提到的开源即时模式 GUI 框架，这一框架更新更现代，拥有活跃的社区。
总结和结论
那么，哪个更好呢？两种编程语言都有各自独特的优点和缺点。
- 就社区支持而言，C++更好。如果需要可靠的、受良好支持的、具有强大库的语言，C++是个不错的选择，游戏开发也应该使用 C++。
- Rust 对于内存安全和并发性的支持更好，也更容易学习和使用。如果希望代码非常安全并避免内存泄漏，那么 Rust 是正确的选择。
