Rust到底值不值得学

【图书介绍】《Rust编程与项目实战》-CSDN博客

《Rust编程与项目实战》(朱文伟，李建英)【摘要书评试读】- 京东图书 (jd.com)

Rust是近两年呼声比较高的一种新型开发语言，市场占有量并不大，但增长速度极为迅猛。

有人统计过，在计算机行业，平均每33.5天就有一种所谓的新型开发语言面世，这还不包括很多企业内部、项目内部的内置简易流程工具。然而大浪淘沙，如今仍然占据着市场地位的，仍然是耳熟能详的有限几种。

作为新来的搅局者，Rust到底值不值得学习并且在工作中应用呢？先说结论，这里粗略地把开发者分为初学者、小有经验的常规工程师和资深开发者三类。

对于初学者，Rust具有比较陡峭的学习曲线，虽然学习Rust能训练良好的编程习惯，从长远来看对提高学习者的开发素养极具价值。但短期的大量付出很容易让初学者心力交瘁。并且尽管官方文档并不欠缺，但学习资料对于初学者来说仍然远远不够，比较而言得不偿失。因此，建议初学者仍然使用久经验证的语言入门加入软件开发的大家庭，比如C、Java、Python、JavaScript都是很好的入门选择。

对于有一定经验的常规工程师，他们已经有了一段时间的开发工作实践，对于软件开发的现状、发展都已经形成了自己的世界观。如果感觉不是很喜欢这个行业，希望将来转行管理岗位或者产品岗位。那么当前应当做的是倾向业务领域，了解业务和技术的衔接和互动，完全不需要学习Rust。而如果醉心于技术，并从中获得了自己的乐趣，希望逐步提高自己的技术水平，那么Rust会是一个很好的桥梁，哪怕仅仅学习Rust而并不将其应用于工作，也能让开发者从中获取大量的有益习惯和软件底层经验，从而形成自己良好的代码风格。

对于资深工程师，即便并不从事底层系统级的开发工作，Rust也是一门很优秀的语言。它能弥补当前多种开发语言的不足，形成良好的开发哲学和思想导向，帮助开发者交付高质量的软件产品。因此，及早学习并应用Rust非常有价值。

为了说明这个结论，下面从创新和语言比较这两个角度，来说一说笔者对Rust的理解。

Rust是一种全面创新的语言

值不值得学笔者说了不算，我们要评估这门新语言的特点。这几年出现了不少有影响力的语言出现，但大多数都只是关键字或者小范围的语法创新，随后可能会有大量的特色库函数来丰富语言的功能。一个有经验的开发者，可能翻两天资料，就能快速掌握。

而Rust极具自身语言特点，是一种完全创新的语言，而不是简单的语法替换。简单地熟悉几个关键字、判断、循环等语法，远不足以掌握这门语言。

为了证明这一点，下面用Rust的“所有权”（Ownership）机制和“遮蔽”（Shadowing）机制来举例说明。以C++为例，请看下面这段代码：

#include using namespace std; 
int main(){ 
    string s1="hello"; 
    string s2=s1; 
    cout << "s1=" << s1 << ",s2=" << s2 << endl; 
    return 0; 
}

编译执行后，程序输出：

s1=hello,s2=hello

代码再简单不过，首先声明、赋值一个字符串变量s1，然后把变量s1赋值给变量s2，最后输出两者的值。对应地，我们看一个Rust的版本：

fn main(){ 
    let s1=String::from("hello"); 
    let s2=s1; 
    println!("s1={},s2={}",s1,s2); 
}

除细小的语法差异外，看上去跟C++版本没有什么不同。然而在Rust中，这段代码连编译都无法通过，得益于rustc编译程序详细的输出，我们能看到很细致的错误提示：

2 | let s1=String::from("hello"); | -- move occurs because `s1` has type `std::string::String`, which does not implement the `Copy` trait 3 | let s2=s1; | -- value moved here 4 | println!("s1={},s2={}",s1,s2); | ^^ value borrowed here after move

这个编译错误是指，上面的代码中，当变量s1赋值给s2之后，s1变量名所指向的内存所有权被“转移”（move）到了s2变量名之下。从此之后，s1变量名就无效了，不再指向任何一块内存。除非重新声明并为s1赋值（Rust中称为Shadow，“遮蔽”原有的s1），s1不能再被使用。

所有权机制可以有效防止内存泄露所导致的程序Bug，是Rust内存管理的核心理念。上面提到的所有权“转移”是所有权管理的重要特征之一。

“遮蔽”也是一个有趣的概念，Rust的处理方式跟很多我们熟悉的语言不同。

请看下面的C语言代码：

#include int main(){ 
    int x = 5; 
    x = x+1; 
    printf("x=%d\n", x); 
}

这又是一段很基本的代码。首先声明、赋值一个整数变量x，接着把x的值加1，再赋值回变量x。这是各种开发语言中都常见的用法。编译执行的输出结果为x=6。
下面来看Rust的版本：

fn main(){ 
    let x=5; 
    x = x+1; 
    println!("x={}", x); 
}

很不幸，这段代码同样无法编译通过，错误是：

error[E0384]: cannot assign twice to immutable variable `x` --> test-own1.rs:3:5 | 2 | let x=5; | - | | | first assignment to `x` | help: make this binding mutable: `mut x` 3 | x = x+1; | ^^^^^^^ cannot assign twice to immutable variable

编译器rustc这种“图示”型的输出信息让你排查错误更加方便。错误的原因在于，在Rust中，默认所有变量都是只读类型的，除非在变量声明的时候就注明为可变类型mut。因此，两次对于一个只读变量赋值导致编译错误。解决的办法是，要么注明变量为可读写，这样与C语言版本具有完全相同的意义：

let mut x=5;

要么用前面提到过的“遮蔽”机制：

fn main(){ 
    let x=5; 
    let x = x+1; 
    println!("x={}", x); 
}

注意，在上面的x=x+1这一行的开始再次使用let关键字，表示再次声明了变量x。

与大多数语言不允许重复声明变量不同，这个变量x跟第一次声明的变量x同名，并对其做出了“遮蔽”。之后除非再次遮蔽变量x，那么起作用的都将是本次新声明的x。

通过这两个例子可以看出，Rust是从理念上做出了大量创新的一种语言。如果只是像学习其他语言一样对比学习语法和关键字，无法真正掌握这门语言。这些融汇在语言中的理念才是Rust最宝贵的地方。注意，在这里“理念”可不是什么大而化之的套话，而是实际操作中很重要的原则。

很多语言的设计初衷是“简化”，在Rust中当然也有很多简化的地方，就像直接使用let关键字声明一个变量，而变量的类型可以通过赋值的操作从而推导出变量的类型。比如变量超出作用域，也会被自动回收。但Rust中也大量存在“复杂化”的操作，比如上面举例的所有权机制，再比如使用可读写变量需要额外标注mut。这些“复杂化”的部分，都基于“尽量在程序开发的早期，就将可能会出现问题的部分暴露出来，从而在设计中和编译时就解决掉”这样一个理念。