Nolang VS Rust
lizongying/nolang
測試環境
| 項目 | 值 |
|---|---|
| CPU | Apple M1 (ARM64, 3.2GHz) |
| RAM | 16 GB |
| OS | macOS 15.x |
| C 編譯器 | zig cc 0.16.0 (-O2 -target aarch64-macos) |
| Rust 編譯器 | rustc 1.91.0 (-O) |
| Go 編譯器 | go 1.22.x (go build -ldflags="-s -w") |
| Nolang | nolang-build --target llvm → zig cc -O2 |
測試程式碼
四種語言完全相同的邏輯結構：引用傳递輸出參數，fib(40) × 10,000,000 次。
Nolang (test/bench/fib.no)
fib(n i64, o i64) {
a = 0
b = 1
i = 2
for i <= n {
c = a + b
a = b
b = c
i = i + 1
}
o = b
}
for iter = 0; iter < 10000000; iter++ {
result = 0
fib(40, result)
println-i64(result)
}
C (test/bench/fib.c)
#include <stdio.h>
void fib(long n, long *o) {
long a = 0, b = 1, c, i;
for (i = 2; i <= n; i++) {
c = a + b;
a = b;
b = c;
}
*o = b;
}
int main() {
for (int iter = 0; iter < 10000000; iter++) {
long result;
fib(40, &result);
printf("%ld\n", result);
}
return 0;
}
Rust (test/bench/fib.rs)
fn fib(n: i64, o: &mut i64) {
let mut a = 0;
let mut b = 1;
let mut i = 2;
while i <= n {
let c = a + b;
a = b;
b = c;
i += 1;
}
*o = b;
}
fn main() {
for _ in 0..10000000 {
let mut result: i64 = 0;
fib(40, &mut result);
println!("{}", result);
}
}
Go (test/bench/fib.go)
package main
import "fmt"
func fib(n int64, o *int64) {
var a, b, c int64 = 0, 1, 0
var i int64 = 2
for i <= n {
c = a + b
a = b
b = c
i++
}
*o = b
}
func main() {
for iter := 0; iter < 10000000; iter++ {
var result int64 = 0
fib(40, &result)
fmt.Println(result)
}
}
測量工具
macOS /usr/bin/time -l，記錄：
real— 真實執行時間user— 用戶態 CPU 時間sys— 系統態 CPU 時間instructions retired— 退休指令數（硬體計數器）peak memory footprint— 峰值記憶體用量
測試結果
可執行檔體積
| 語言 | 編譯器 | 大小 | 相對 C |
|---|---|---|---|
| C | zig cc -O2 | 49K | 1.0× |
| Nolang | zig cc -O2 | 49K | 1.0× |
| Rust | rustc -O | 456K | 9.3× |
| Go | go build -s -w | 1.5M | 31× |
執行效能
fib(40) × 10,000,000 次，含輸出 I/O：
| 語言 | real | user | sys | 指令數 | 峰值 RSS |
|---|---|---|---|---|---|
| C (zig cc) | 4.88s | 0.62s | 0.04s | 11.0B | 935KB |
| Nolang (zig cc) | 5.38s | 0.61s | 0.04s | 11.1B | 935KB |
| Rust (rustc -O) | 5.44s | 1.61s | 3.78s | 54.6B | 935KB |
| Go (go build) | 6.25s | 2.52s | 3.72s | 60.9B | 8.8MB |
指令數對比
C : 11.0B ████
Nolang : 11.1B ████ ← 僅多 1%
Rust : 54.6B ████████████████████
Go : 60.9B ██████████████████████
關於靜態連結的說明
macOS 限制
在 macOS 上，所有程式都必須動態連結 /usr/lib/libSystem.B.dylib（核心系統庫）。這不是語言選擇，而是作業系統的限制——macOS 不提供靜態版本的 libSystem。
# 所有語言的連結狀況完全相同
otool -L fib_nolang → /usr/lib/libSystem.B.dylib
otool -L fib_c → /usr/lib/libSystem.B.dylib
otool -L fib_rust → /usr/lib/libSystem.B.dylib
otool -L fib_go → /usr/lib/libSystem.B.dylib
Go 也額外連結了 /usr/lib/libresolv.9.dylib，但這同樣是系統動態庫。
實際靜態內容
因為 libSystem.dylib 在執行期由所有程式共享，可執行檔大小的比較反映的是語言 runtime + 標準庫的額外體積：
| 語言 | 檔案大小 | 包含的靜態內容 |
|---|---|---|
| C / Nolang | 49K | printf + 啟動程式碼（無 runtime） |
| Rust | 456K | Rust 標準庫（格式化、panic handler、hash） |
| Go | 1.5M | Go runtime（GC、goroutine scheduler、fmt 反射） |
Linux 靜態連結（僅供參考）
如果需要在 Linux 上進行完全靜態比較，可使用 zig cc 的 musl 目標：
# 靜態編譯（x86_64 Linux + musl libc）
zig cc -O2 -target x86_64-linux-musl -static -o fib_c_static fib.c
這種方式產生的二進位完全靜態，不依賴任何系統 .so。但效能數據因 OS / libc 不同無法與 macOS 直接比較。
編譯鏈
Nolang: .no → lexer + parser → LLVM IR → zig cc -O2 → 可執行檔
C: .c → zig cc -O2 → 可執行檔
Rust: .rs → rustc -O → 可執行檔（含 std）
Go: .go → go build → 可執行檔（含 runtime）
對比腳本
# 編譯
zig cc -O2 -target aarch64-macos -o test/bench/fib_c_zig test/bench/fib.c
zig cc -O2 -target aarch64-macos test/bench/fib_nolang.ll -o test/bench/fib_nolang_zig
rustc -O -o test/bench/fib_rust test/bench/fib.rs
go build -ldflags="-s -w" -o test/bench/fib_go test/bench/fib.go
# 執行 + 測量
/usr/bin/time -l test/bench/fib_c_zig
/usr/bin/time -l test/bench/fib_nolang_zig
/usr/bin/time -l test/bench/fib_rust
/usr/bin/time -l test/bench/fib_go
# 或使用自動化腳本
bash test/bench/run.sh
