Comparative Analysis: Rust vs Golang vs Python

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related:

• [x] https://github.com/better-rs/learn-rs
• [x] #343
• [x] #247
• [x] #242

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比较分析: Rust vs Golang vs Python

• 对比学习, 是一种高效的学习方法.

说明:

• 通过对比不同语言的特性设计上的异同点, 快速学习 Rust.
• 以其他语言辅助理解 Rust 的特性.

Rust 语言特性与其他语言对比:

• 优选 Python / Golang / Java 等主流/特性完备的语言做对比.
  • 一个是熟悉的人比较多
  • 一个是特性完备
• 语言设计, 是有发展历史的. 很多特性, 都是从其他语言借鉴/迭代而来.

关于比较分析法:

• https://www.indeed.com/career-advice/career-development/comparative-analysis
• https://en.wikipedia.org/wiki/Comparative_research
• https://en.wikipedia.org/wiki/Comparative_method

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Rust 核心亮点:

• mut: 区分 变量的默认读写权限, 非常聪明的设计.
• trait: 非常精巧的在静态语言, 实现了 go interface 的效果, 且易用性不输 go interface.
  • 考虑 rust 是静态语言, 实现上的困难程度.
  • 熟悉 go interface, 就更容易理解 trait 的巧妙之处.
• 泛型(generics): c++/dart 等基操.
• 宏(macro): c 语言概念, 用于实现代码生成器(类似 go generate), 以及更强大的功能.
• Option/Result: 非常聪明的返回值处理. 对比 go err!=nil, 聪明太多.
  • https://doc.rust-lang.org/rust-by-example/error/multiple_error_types/option_result.html
• 类型标注: 人工标记, 辅助编译器推导类型.
• cargo: 超高质量的工具链, go 相对拉胯(半残).
• FFI(Foreign Function Interface): 超强的跨语言(支持 C ABI)互通能力, 工具链完善.
  • 基于 Rust 的 core lib 层设计, 实现超强的跨平台代码复用.
• 内存安全
• 并发
• 交叉编译
• 零开销抽象能力

Rust 比较糟糕的设计:

• Rust 内一些糟糕的设计, 阻碍 Rust 的广泛传播.
  • 个人看法, 比较主观.
• 表达式返回值.
  • 这个设计, 带来的优点, 就是 一行流, 能写更短的代码. (短 ≠ 易读)
  • 但是缺点非常多:
    • 是隐式设计, "很不显然".
    • 破坏语言的简单性.
  • 需要知道 带 ;(语句) 和 不带 ;( 表达式 = 隐含 return xxx).
    • 这对非 Rust 语言开发者理解 Rust, 带来巨大障碍.(且是非主流/通用设计)
    • 所有人都可以不学 Javascript 语法, 都可以改 JS 代码, 是因为 JS 没有太多让人惊讶的设计规则.
  • 隐含不同的效果.
• loop/for/while, 比较冗余.
• 糟糕的符号学审美.
  • Rust 恨不得把所有的键盘符号, 都用个遍!
    • !, @, ', ., ::, =>, ->, ?, :, |, _, | |, (), <>, [], {}, .., {:?}, $, &, *, ;, #[], //,
    • 请注意, 这些符号, 都是 Rust 合法使用 + 经常使用的.
    • 当你看到满眼的这些符号, 脑壳疼不疼?
  • 大量符号, 影响代码阅读效率. 增加学习成本.
• 大量隐式约定规范: 这些特性本身没问题. 问题在于是隐式的约定. (非语言背景者, 无从知晓)
  • mod.rs 文件, 特殊文件. 这个类似 __init__.py. 用于模块导出.
  • lib.rs 文件, 特殊文件. 这是 lib 类项目入口. 用于集中导出模块.
  • bin/ 文件夹, 特殊. 用于添加 bin 执行文件.
  • tests/ 文件夹, 特殊. 用于集成测试.
  • cargo 支持的自定义指令, 隐式. 需要查阅文档才能知晓.
  • 宏的使用. 不了解宏的特性, 无法理解涉及宏部分的代码.

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Rust 语言特性与其他语言对比:

• 默认是熟悉其他语言的特性
• 不会过多解释其他语言的设计细节, 着重解释 Rust 的差异点.
• Rust 是大量语言优秀特性的集大成者.(当然也继承了部分糟粕)

注意:

• 部分涉及内存(copy/move) 相关的表述, 不严谨. 欢迎补充完善.
• 后续会逐步细化差异.

Why Python?

• https://www.python.org/
• Python 非常简单, 掌握 Python 的开发者非常多.
• Rust 借鉴了很多 Python 的设计(元组/mod.rs/等)
  • 合理猜测 Rust 早期设计者中有人非常精通 Python.

Why Golang?

• https://go.dev/
• Golang 用户非常多, 且 Golang 用户, 是 Rust 最大的潜在用户群.
  • 在意性能提升
• Rust 非常巧妙的实现了 Go Interface, Goroutine, Channel 等概念.
  • 非常适合对比学习.

Why C++?

• http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG21/
• https://www.cplusplus.com/
  • 几百年不打开看一下, 这网站透露着远古气息扑面而来.
• Rust 最早的核心目标: 替代 C++, 吸引 C++开发者(这个失败了).
  • 为什么 Rust 无法吸引大量 C++ 开发者?
  • 核心原因: 操练 Rust 和 C++, 都要花费巨大精力, 已精通 C++的开发者, 放弃 C++ 的沉默成本过高.
  • Rust 注定无法吸引 C++ 主体开发者. 相反, 更容易的是 Python/Golang/Java 开发者.
• Rust 和 C++ 在语言完备性上, 基本等价.
• Rust 基本是 C++ 的优化版, 主体设计, 都是以更好的方式, 实现 C++ 的特性.

Why Haskell?

• https://www.haskell.org/
• Haskell 是函数式语言(lisp)的代表.
• Rust 借鉴了函数式语言的大量特性.
• https://www.fpcomplete.com/blog/philosophies-rust-haskell/

特性对比:

• 鉴于只对 C++ 11 标准比较熟悉, 之后不关注 C++ 发展. 无法充分对比 C++.
• 有熟悉C++ 的, 欢迎补充.

Rust	Python	Golang	C++	Haskell	备注
基础数据类型	xxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
struct	对应 class	go 类似, 用作类型设计<数据+行为>	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	rust 的 struct, 设计和使用方式上和 go 非常像
trait + impl	抽象类	≈ interface 接口类型. 区别是 trait 可以含默认接口实现	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	rust 是显示声明 impl 实现一个 trait, go 是隐式实现.
泛型	动态语言, 鸭子类型, 无需	go1.8 添加支持	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	rust 的泛型设计, 非常简洁
宏	xxxxxxxxxxxxxxxxxx	go 的代码生成器(generate)	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
类型标注	xxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
模块(mod.rs)	类 __init__.py 文件	无, 默认一个文件夹, 为一个 module	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	rust 这个 模块设计, 接近 Python, 范围控制颗粒度更细
模块作用域范围	文件内	文件夹内(共享作用域/隐式可见)	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	rust 使用 mod 关键字控制, 默认是文件内可见, 通过 mod 显式导入
内存所有权(ownership)	无明确概念	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	类似 c/c++ 内存概念
变量生命周期	xxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
变量类型标注	类似 type hint, 区别: 约束 vs 编译器 check	无	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
move vs copy 语义	无需关注	引用类型 vs 值类型	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	复制 vs 引用, 基本同 c/c++ 的指针概念
单元测试	测试方法以 test 为前缀	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	#[cfg(test)] #[test] 标注测试方法
集成测试	pytest, unittest 包	_test.go 后缀	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	rust 隐含 tests 文件夹, 是集成测试专用
cargo	pip 包管理工具	go mod 包管理工具	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	rust 包管理工具
cargo bin	__main__ 隐式入口	main() 函数入口	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	cargo bin 是二进制类型项目
cargo lib	python 常规的 lib 项目就是, 无特别约束	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	cargo lib 是库类型项目
https://crates.io/	https://pypi.org/ 包托管平台	无, 依赖 github.com 实现包获取	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	rust 官方包托管平台, 自带 docs 托管
https://docs.rs/	无, 项目方自行维护	无, 项目方自行维护	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	rust 文档托管平台
xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx

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