Rust vs Python：哪一種程式語言最適合你的專案？

Rust與Python是最近流行的辯論。雖然這兩種語言都可以用於通用程式設計，但在某些場景和利基市場上，一種比另一種更好。

要知道你的專案應該使用哪種語言，你應該對這兩種語言的特點和架構有一個非常好的瞭解。這篇關於Rust與Python的文章將幫助你瞭解這一點。

1. 什麼是Rust？
2. 什麼是Python？
3. Rust的主要特點
4. Python的主要特點
5. 使用Rust的優缺點
6. 使用Python的優缺點
7. Rust與Python全面比較
8. Rust與Python的比較參考表
9. Rust與Python的比較：你應該使用哪一個？

什麼是Rust？

Rust程式語言Logo. (Image source: Rust Official Site)

Rust是一種相對較新的程式語言，由於其能夠建立高效能、高記憶體效率和可靠的應用程式而迅速流行起來。這種靜態型別的程式語言具有與C++相似的語法。

它沒有任何垃圾收集或執行時間。因此，Rust為C++中的許多問題提供瞭解決方案，包括併發和記憶體管理問題。雖然它是一種相對年輕的語言，但在2022年StackOverflow開發者調查中，Rust也是第7年成為最受喜愛的技術。

誰在使用Rust？

使用Rust的公司. (Image source: OpenXcell)

自從Rust被引入世界，許多公司，從初創公司到大型組織，都開始採用它來增強現有的和建立新的軟體應用程式和服務。現在，許多世界領先的科技公司正在使用Rust。以下是他們如何使用它的。

1. 亞馬遜：亞馬遜將Rust用於其雲服務，如亞馬遜彈性計算雲（EC2）、亞馬遜簡單儲存服務（S3）和CloudFront。亞馬遜也是為Rust做出貢獻的公司之一。
2. Dropbox：世界領先的檔案託管提供商Dropbox在其檔案同步服務中使用了Rust，這是它的關鍵元件之一。
3. 谷歌：谷歌是另一家屬於Rust基金會的公司。它將Rust用於安卓開發，並且是開發Linux核心作業系統的主要語言。
4. 微軟：微軟在其Windows作業系統中使用Rust，他們將推出一個新的Rust版本，使開發者能夠使用Windows API進行軟體開發。
5. Coursera：世界領先的線上學習平臺之一在其程式設計作業功能中使用了Rust。

什麼是Python？

Python的標誌.

Python是2022年最流行的指令碼語言之一。Python被用於許多領域，包括機器學習、資料科學、資料視覺化、資料分析、DevOps、自動化和測試。

Python的簡單語法使其成為全球新手開發者的理想選擇。2022年Stack Overflow開發者調查顯示，它是專業人士和學習程式碼的人中第三受歡迎的語言。Python優先考慮物件導向的程式設計，儘管你也可以用它進行功能程式設計。

誰在使用Python?

使用Python的流行公司. (Image source: DailySmarty)

Python被廣泛用於IT、教育、政府和金融行業。以下是使用Python的頂級科技公司。

1. Facebook：Facebook的工程師在使用Python的同時還使用PHP，因為Python使他們能夠更快地開發和部署應用程式和功能。Python被用於Facebook的基礎設施管理和多種服務，包括Facebook Ads API和Python Async IRCbot框架。
2. 谷歌：谷歌在其指令碼工作中使用Python，因為它簡單而高效。谷歌用Python取代了其基於java的第一個網路抓取蜘蛛，用於網路抓取。
3. Netflix：Netflix是一家使用Python進行資料分析的公司。此外，他們還在傳送使用者警報的中央警報閘道器和跟蹤安全變化的猴子應用程式中使用它。
4. Spotify：Spotify是另一家使用Python進行資料分析的公司。他們還有許多其他地方使用Python。他們使用Django框架和ZeroMQ網路庫進行後端應用。此外，他們還用它來建立流程、指令碼和原型設計。
5. Instagram：Instagram是一個實現圖片和視訊共享的社交媒體應用，它使用Python擴充套件了其基礎設施。

Rust的主要特點

Rust帶來了C++的優點和附加功能。Rust的四個主要特點是記憶體安全、執行緒安全和零成本的抽象。

記憶體安全

當使用像C++這樣的語言時，許多記憶體問題會阻礙應用程式的效能。Rust通過其 “所有權模型 “和型別系統解決了大多數記憶體管理問題，使程式在編譯時而不是在執行時分析記憶體。

這意味著變數對其記憶體有所有權，並且可以從其他變數中鑽取記憶體。這一特性消除了對垃圾收集器的需求，保證了Rust程式在編譯時是沒有錯誤的。

執行緒安全

執行緒安全是一種保證在執行時沒有競賽條件的系統型別。當兩個或更多的執行緒同時訪問同一個記憶體位置時，就會出現一個競賽條件，從而導致程式中的異常行為。

在Rust的資料所有權模型中，執行緒只有在擁有一個變數或以可變方式借用該變數時才能寫入。它確保在同一時間只有一個執行緒可以訪問一個變數。

零成本的抽象

當你繼續開發時，你可能需要在你的程式碼中使用更多的抽象，以改善程式碼的維護，並使新增更多的功能更容易在你的程式碼中使用更多的抽象會影響你的程式在執行時的效能。

Rust確保抽象的成本為零。這意味著抽象沒有執行時的開銷，或者說有抽象的程式碼與沒有抽象的程式碼類似。

跨平臺支援

Rust允許在多個平臺上開發應用程式，如Windows、Linux、macOS等。Rust可以輕鬆地處理不同平臺上的配置。此外，它的貨物構建工具有助於用一個命令將程式碼部署到多個平臺。

Python的主要特點

Python最初是為程式碼的可讀性而開發的。因此，它的語法接近於英語。另外，Python被各種學術團體用於數學和科學工作。因此，它有一大套用於數學和眾多計算的庫。

類似英語的簡單語法

Python是傾向於程式碼的人們最喜愛的通用程式語言之一，因為它具有簡單的類似英語的語法，使編寫程式碼變得容易。因此，業餘開發者發現學習很容易，許多人把它作為他們最初的程式語言。

另外，它簡單的語法結構使開發速度更快。與其他語言相比，你可以用更少的程式碼行編寫一個Python程式。這最終減少了向市場部署應用程式的時間。

動態型別化

你不需要在Python中定義變數型別，因為Python直譯器會在程式執行時根據變數表示式為你做這項工作。因此，你可以直接關注功能，而不是花時間去正確定義變數型別。

大型社羣

Python有一個龐大的社羣，全世界有數百萬人支援併為其發展做出貢獻。這個龐大的社羣對任何Python開發者來說都是一筆財富，因為他們可以迅速找到他們在開發中遇到的任何問題的解決方案。

此外，這意味著有大量的資源供你學習Python，如文件、開發者指南、視訊和教程。

大型標準庫

Pythons的標準庫由大量的框架、模組和庫組成，具有可重複使用的程式碼，幾乎可以開發任何你想要的東西。因此，你不必花時間和精力從頭開始開發一切。

跨平臺支援

Python支援跨越多個平臺. (Image source: TheGameRoof)

Python允許應用程式在多個平臺上執行，如Windows、Linux、macOS等，消除了為每個平臺編寫單獨程式碼的需要。

使用Rust的優缺點

與缺點相比，Rust有很多優點。讓我們來看看它們是什麼。

優點

Rust的主要優勢是它的高效能。但這並不是唯一的優點。下面列出了Rust的所有主要優點。

• Rust是效能關鍵型應用的理想選擇，因為Rust的記憶體效率高，不需要垃圾收集或執行時間。
• 由於其所有權模型和型別系統，Rust是記憶體和執行緒安全的。
• Rust是一種靜態和強型別的語言，確保沒有程式碼錯誤與不正確宣告的變數有關。
• Rust的低開銷使其成為開發嵌入式程式的理想選擇。
• Rust社羣幫助你與他人討論問題和想法，組織活動、會議等，並提供許多學習資源。
• Rust有豐富的文件。
• 它提供了一些工具來提高你的生產力。例如，它包括一個整合的包管理器和構建工具，支援具有有用功能的編輯器，以及一個具有有用錯誤資訊的編譯器。
• 你可以在crates.io生態系統中找到簡化你工作的命令列工具。
• Rust允許開發具有跨平臺支援的軟體。

缺點

Rust也有一些缺點，在使用該語言之前你應該瞭解這些缺點。其中的一些缺點包括：

• Rust的編譯時間比其他語言要慢。它在編譯時符合整個包或板塊的要求。因此，編譯時間可能會更長。
• 與Python等其他語言相比，需要更多的時間來學習它。你至少應該知道一種語言才能有效地使用它。這使得Rust不適合第一次學習程式設計的人。
• Rust沒有提供很多對猴子修補的支援。
• 它可以建立較大的二進位制檔案。

使用Python的優缺點

現在我們已經研究了Rust，讓我們仔細看看使用Python的優點和缺點。

優點

許多開發者喜歡Python，這很容易理解。一些主要的好處包括：

• Python是最容易學習的語言之一，因為它的語法簡單。因此，與Rust或PHP等複雜語言相比，它的學習曲線較小，是業餘開發者的理想選擇。
• Python是一種多功能的語言，用於多個使用案例，如資料網路開發、資料科學、機器學習、指令碼、原型設計、測試自動化等。
• Python廣泛的標準庫允許你用較少的程式碼開發從簡單的數值計算到複雜的資料分析專案。
• 動態型別化節省了宣告變數型別的時間。
• 網際網路上有大量的資源可以用來學習Python，如教程、文件、開發者指南等。
• 大量支援Python開發的工具，如針對Python的IDE，程式碼審查工具等。Python還有一個叫做GitPython的工具，可以與git倉庫互動。 學習Git工作流程對網路開發非常有價值。
• 允許開發具有跨平臺支援的軟體。
• 由於Python是一種解釋型語言，這使得除錯過程更加容易。
• 龐大的社羣支援幫助你快速獲得問題的支援並更快地解決它們。
• Python可以與.NET和PHP等語言一起使用，並且很容易與資料庫等其他元件整合。等等？你認為PHP已經死了嗎？不，它沒有，至少根據使用情況的統計。實際上，PHP開發人員的工資很高。

缺點

直到最近，Python還不是Web開發的一個好選擇。Python的目標是一個不同的領域。雖然Python在各方面都做了很多改進，但仍有一些缺點。

• Python不適合要求高速度的應用程式，因為Python是一種比其他語言慢的語言，因為它的逐行執行和動態型別化。
• 由於其靈活的資料型別等特點，Python消耗了大量的記憶體。因此不適合記憶體密集型的應用。
• 動態型別也會導致執行時的錯誤，而這些錯誤在編譯時不會被發現。
• 它不適合於移動應用，因為它的速度慢，記憶體佔用大。
• 使用Python的資料庫訪問會變得很困難，因為它不像許多其他語言那樣被開發。

Rust與Python全面比較

接下來，我們將從各個方面對Rust和Python進行比較，如就業機會、功能、可擴充套件性、可擴充套件性和效能。

易用性/學習

關於使用和學習的便利性，Python領先於Rust語言。如前所述，Python已經成為全球使用的頂級程式語言之一，因為它易於學習。

如果有人第一次學習程式設計，他們應該選擇Python而不是Rust。Rust的語法結構比Python更復雜。因此，它需要先前的編碼知識來掌握它。

Pythons的開發經驗更簡單，而且有許多可用的模組、庫和框架，這使得它在許多領域更容易使用。由於這個原因，與其他程式語言相比，Python被廣泛地用於各種領域。

研究人員發現它很容易使用。即使沒有任何程式設計背景，他們也能輕鬆掌握其概念。而且，他們可以用較少的程式碼行編寫Python程式，而Rust則需要較多的程式碼行。因此，在易用性和學習方面，Python是贏家。

就業機會

Rust vs Python：就業機會 . (Image source: SEEK)

在全球許多行業的技術堆疊中，Python是一個不可或缺的工具。對於熟練的Python程式設計師來說，有很多就業機會。由於其廣泛的使用案例，Python程式設計師可以在許多領域工作。

例如，Python開發人員可以作為資料分析、機器學習和資料科學的研究助理，或者作為Django等框架的全棧開發人員。雖然JavaScript是專門為網路開發而建立的，但即使在這個領域，Python也正在成為Nodejs的競爭者。

與Python相比，Rust是一種新的語言。但是，在過去的幾年裡，Rust的使用率在穩步上升。而且，Rust開發者的數量遠遠低於行業內Python開發者的數量。因此，現在各行各業對Rust程式設計師的需求比較大。

事實上，Rust網路開發人員是收入最高的專業人士之一。因此，當你考慮就業機會時，Python程式設計師比Rust開發人員有更多的機會，但Rust有可能在未來幾年內增加它。

錯誤處理

Rust和Python有不同的錯誤處理機制。Pythons的錯誤處理在編譯時沒有提供太多的改進空間。當遇到錯誤時，Python在執行時丟擲一個異常，但它沒有提供任何關於如何修復的建議。

相比之下，Rust在編譯時發現錯誤時會返回一個值，並且不會停止。它還為其提供了可能的修復方法。因此，在Rust程式中處理錯誤要比在Python中容易。另外，在編譯時而不是執行時指出錯誤有助於建立高質量的Rust程式。

可擴充套件性

由於Python在可擴充套件性方面有大量的庫、模組、框架和工具，所以它仍然領先於Rust。正因為如此，你可以用Python寫一個簡單的指令碼來實現日常活動的自動化，也可以在不寫很多程式碼的情況下建立一個複雜的網路應用。由於Python的高可擴充套件性，它被用於各行各業的許多事情。

與Python相比，Rust的生態系統仍在成長。但在過去的幾年裡，它已經看到了快速的增長。Rust社羣的crates登錄檔不斷增加新的crates。然而，目前的板條箱數量並不像Python那樣可擴充套件。

特點

如果考慮到每種語言的特點，Rust比Python有更多直觀和明顯的特點。正如前面所討論的，Rust比Python在記憶體和執行緒方面更安全。在沒有垃圾收集和執行時間的情況下，Rust程式比Python更有效率。

零成本的抽象性幫助程式設計師用Rust編寫複雜的應用程式。Rust中有幾個有用的工具，可以使部署過程更容易。

另一方面，Python比Rust有更少的明顯特徵。Python值得注意的語言特徵包括動態型別、簡單的語法和解釋性的通用語言。跨平臺支援在兩種語言中都很常見。

因此，就特性而言，我們可以得出結論，Rust的特性比Python多。

垃圾收集

Rust在執行時沒有垃圾收集，但Python有。因此，Rust在執行時不檢查是否有任何未使用的記憶體，這可能會減慢程式的執行。另一方面，Python在執行時檢查未使用的記憶體，這是Python程式比Rust慢的原因之一。

記憶體管理

Python和Rust以兩種不同的方式管理記憶體。Python使用垃圾收集器進行記憶體管理，它總是在程式碼中搜尋未使用的變數並釋放其記憶體。相反，Rust使用所有權模型進行記憶體管理，在編譯時檢查是否有違反所有權規則的情況。

另外，Rust使用堆疊和堆來儲存數值。堆疊儲存標量值，而堆則用於儲存非標量值。Rust的記憶體管理方法比Python更具創新性，因為它在執行時比通常的垃圾回收器更有效地管理記憶體。

效能

當你考慮兩種語言的效能方面時，Rust顯然是贏家。Rust是為構建高效能的應用程式而設計的。正如Rust所宣稱的那樣，由於其固有的特點，如沒有直譯器和高效的記憶體管理，Rust是 “快得驚人”。

另一方面，緩慢是Python的缺點之一，使其不適合效能密集型的應用程式。Python的低效能包括它的直譯器和通過執行時的垃圾收集進行的低效記憶體管理。

受歡迎程度

如果從流行程度上比較，Python是專業人士和學習程式設計的人中最受歡迎的程式語言。Pythons的持續受歡迎程度已經通過業界領先的程式設計使用調查顯示出來。例如，2020年Stack Overflow開發者調查顯示，Python是全球第三大最受歡迎的語言，而Rust甚至沒有接近它。

有趣的是，在最新的2022年Stack Overflow開發者調查中，Python也能夠保持其受歡迎的地位。然而，2022年的調查結果顯示，Rust是它保持了數年的最受歡迎的程式語言。

可擴充套件性

Python的特點，如緩慢的效能、低效的記憶體管理和解釋語言，限制了它為更大的使用者群擴充套件一個Python應用程式的能力。但Pythons的可擴充套件性限制可以通過底層基礎設施的水平和垂直擴充套件等技術來克服。

許多科技公司都在使用Python，其使用者群不斷擴大。因此，Python可以通過適當地使用基礎設施的擴充套件使其具有可擴充套件性。另一方面，Rust被設計成高效能的。因此，你可以用Rust構建可擴充套件的網路服務，而無需太多的基礎設施擴充套件和成本。

安全性

Rust與Python的安全比較. (Image source: TechRepublic)

Rust的設計也是為了實現比Python更多的安全性。安全Rust指南描述了它如何專注於成為一種記憶體安全語言。所有的記憶體問題都是在編譯時檢測出來的，以防止對變數的未經允許的訪問。

此外，Rust團隊一直在努力修復Rust生態系統的安全漏洞。你可以通過他們的Rust安全公告郵件列表看到所有的安全補丁。

相反，Python的記憶體安全和執行緒安全沒有達到Rust的水平。開發人員需要管理記憶體並消除記憶體洩漏。

速度

速度與程式的記憶體和效能效率直接相關。由於Rust的記憶體和效能效率更高，所以Rust程式的執行速度要高於Python程式。

支援（社羣和文件）

與Rust不同，Python有一個龐大而多樣的社羣和文件。Pythons社羣是一個龐大而活躍的社羣，在這裡你可以為Python的發展做出貢獻，並輕鬆找到任何問題的答案。它有一個龐大的知識庫，你可以從中瞭解關於Python的一切。

另一方面，Rust有一個相對較小的社羣。然而，Rust社羣正在迅速擴大，而且它的文件寫得很好，很全面。你可以從A到Z學習Rust。

Rust 與 Python 的比較參考表

下表給你提供了Rust與Python之間的正面比較的總結。

Rust與Python：你應該使用哪個？

Rust與Python的選擇完全基於你將使用這兩種程式語言開發的內容。這兩種語言都有其優點和缺點。從這篇文章中你可以看到，如果你想建立高效率、記憶體密集型和可擴充套件的應用程式，Rust是最合適的。

例如，它是嵌入式系統和命令列程式開發的理想程式語言。另外，當涉及到前端開發時，有更好的語言，如React和Vue，它們比Python或Rust更受歡迎。

然而，儘管Python不像Rust那樣安全和高效，但由於其更快的開發能力和大量可用的庫，你應該選擇它來進行原型設計、指令碼編寫、資料科學、機器學習和資料分析任務。

很多公司將其用於資料分析，而不是網路開發。另外，如果你是一個對任何語言都沒有概念的程式設計師新手，或者想更快地成為一個網路開發者，那麼你必須選擇Python而不是Rust，因為它很容易學習和編碼。

正如你可以理解的那樣，當涉及到開發網路應用程式或電子商務網站時，你將需要一個比這兩種程式語言更好的解決方案。WordPress可能是你正在尋找的解決方案。

小結

Python是最流行的程式語言，有許多不同的用途。雖然Rust比Python年輕，但由於它比Python更有優勢，所以越來越受歡迎。世界上的頂級技術公司在很大程度上同時使用Python和Rust。執行緒和記憶體安全以及零成本抽象是Rust的突出特點。

相比之下，Python因其簡單的語法、動態型別、大量的社羣支援和許多庫而受歡迎。較慢的編譯時間和對猴子補丁的不充分支援是Rust的主要缺點。Python的主要缺點是速度低，對資料庫連線和移動開發的支援少。