一文读懂 Rust 编程语言

每个区块链项目的背后都有一个经过精心编写且功能齐全的程序。每个区块链开发人员都会根据自己的喜好或正在开发的项目类型挑选一种编程语言。在本文中，我们将探讨 Rust 语言——一种强调速度和安全性等关键特性的通用编程语言。

关于 Rust 语言

来源：Official website

Rust 是 Mozilla 于 2010 年开发的一种计算机编程语言。它的开发是为了解决开发人员在使用 C 和 C++ 构建高级编程应用程序时面临的无效内存访问问题。使用 Rust，程序员可以设计并编写计算机程序，以促进计算机软件和硬件组件的顺利集成。

Rust 的主要目的是提升安全性、处理速度、并发性以及并行运行多个计算的能力。Rust 通常用于开发需要可扩展性的高级应用程序，例如游戏引擎、操作系统和浏览器等。

Rust 的历史

2006 年，Mozilla Research 员工 Graydon Hoare 启动的个人项目催生了 Rust。2019年，正在进行的名为 Servo 的实验性浏览器引擎开发的一部分Mozilla项目决定赞助该Rust。2010年，该语言的第一个功能版本得以发布，多年来经历了多次更改才使之成为目前通用的语言之一。

Rust 编程语言有何独特之处

Rust 具备使其成功的某些功能。这些功能使用户在为区块链项目编写代码时更容易应用这种语言。其中一些功能包括：

所有权系统

Rust 使用严格的所有权系统，确保输入的每条数据都有一个所有者，并在数据不再有价值时自动释放。此功能可消除常见的漏洞来源，例如空指针解引用。

借用和生命周期

该语言的借用检查器对不可变和可变引用执行非常严格的规则，确保不会发生常见的编程漏洞。另一方面，生命周期概念有助于阻止悬空引用的发生。它通过对引用的有效期限执行严格的规则来实现这一目标。

模式匹配

Rust 借助其强大的模式匹配机制，能简化用于处理不同数据结构和管理流程的简洁且富有表现力的代码。该功能允许开发人员编写简洁且富有表现力的代码，以处理不同的情况，使代码更具可读性和可维护性。

特质和泛型

Rust 的特质系统允许通过泛型编程和基于特征的多态性来重用代码。泛型可以灵活地编写可处理不同数据类型的代码，从而提高代码的可重用性和整体性能。

并发性

Rust 的并发模型基于所有权和特质。该模型保证了安全高效的并发代码，没有数据竞争。这使得开发人员能够确定地编写并发代码，避免并行编程带来的常见陷阱。

Cargo包管理器

该语言的内置包管理器 Cargo 简化了依赖管理、构建、测试和文档生成。

Rust 生态系统

Rust 超越了单纯的语言规范和编译器。它注重构建和维护高质量生产软件的几个方面。此外，Rust 编程语言安装程序 rustup 让用户能轻松安装多个并发工具链。

Rust 安装配备了 Cargo，这是一个命令行工具，可以管理依赖项、运行测试、生成文档等等。该生态系统还利用一个名为 crates.io 的社区网站来共享和发现 Rust 库。在此站点上发布的任何库都将在 docs.rs 上开发和发布其文档。

Rust 有一个活跃、热情的社区，有几个供人们获取帮助的地点，包括官方和非官方的地点，例如聊天、用户论坛、Rust subreddit、Stack Overflow 问答以及聊天室。该生态系统有一套由审核团队强制执行的行为准则，以确保该空间给人舒适且安全的感觉。

使用 Rust 构建的项目

Rust 注重程序的速度和安全性，是一种可靠的语言。该语言具有的特性确保使其赢了开发人员的青睐，尤其是受那些在加密行业的开发人员的青睐。因此，许多项目开发人员在构建项目时应用了该语言，这些项目包括：

Polkadot

Polkadot 是一个区块链平台，可实现多个区块链之间的互操作性。它利用了基于 Rust 的框架的 Substrate，以构建区块链，为更具可扩展性和可定制性的区块链应用程序提供了空间。

Solana

Solana 是一个使用 Rust 构建其节点软件的区块链平台。它利用历史证明（PoH）共识机制，可实现高交易吞吐量和低延迟。

Elrond

Elrond 是另一个使用 Rust 开发节点软件的项目。它使用称为自适应状态分片的独特共识机制，可实现高交易吞吐量和低延迟，并保持高安全级别。

NEAR 协议

NEAR 协议是一个去中心化应用程序 (dApp)，它应用 Rust 来构建其运行时和智能合约。它具有可扩展性、安全性且对开发人员友好。该平台专注于创建其他 dApp 以供大规模采用。

Rust 应用程序和用例

Rust 编程语言有很多用途，从游戏开发到 Web 开发。这些用例利用 Rust 的速度、简单性和安全性来使程序安全且运行平稳。以下是用户应用 Rust 编程语言的几种方法：

Web开发

Rust 因其性能和安全性而广受欢迎，这就是为什么一些开发人员使用它进行 Web 开发的原因。Rust 语言旨在确保无漏洞，并且能够实现更好的运行时间和更低的延迟。开发人员使用该语言还因为它不依赖垃圾收集器（一种影响性能时间的内存管理工具）。尽管它在 Web 开发中并不是为大家所所知的名字，但它正在慢慢变得像 JavaScript 和 Python 一样通用。

网络编程

Rust 具有内存安全和并发特性，因而成为网络编程的理想选择。Rust 为网络应用程序的开发人员提供了最佳的速度和安全性。该语言配备了 Tokio 软件库，其中包含开发人员可用来构建安全、高效和可扩展的网络应用程序的一系列工具。Rust 还可以用于异步网络、HTTP 客户端和服务器开发以及网络协议开发。

数据科学后端

Rust 编程语言的另一个主要用途是构建数据科学的后端系统。Rust 的安全性和性能速度使其非常适合创建安全、快速的数据分析工具。在数据科学中实施 Rust 的开发人员将能够实现性能关键型算法、构建数据处理管道并开发基于 Web 的数据可视化工具，并取得良好的效果。

游戏开发

C# 和 C++ 是目前最流行的游戏编程语言，但 Rust 凭借其快速的运行时间和高效率正在慢慢获得更高人气，使其非常适合通过 Piston 和 Amethyst Engine 等游戏引擎构建游戏。Rust 可以通过多种方式用于游戏开发，例如构建游戏引擎、实现游戏逻辑和跨平台开发等。

系统编程

Rust具有绝佳的内存安全性，因而已成为操作系统开发中的通用选择，因此引起了许多开发人员的兴趣。该语言的向后兼容性和快速运行时间极大地吸引了系统程序员，他们正在利用它来对抗日益猖獗的网络攻击。

Rust 与 Solidity 的比较

Rust 和 Solidity 都是加密货币和 Web3 领域最流行的智能合约编程语言。两者对于想要进入智能合约开发的程序员都很有用。

Solidity 是一种面向对象的高级静态类型编程语言，可在以太坊平台上实现智能合约。该语言能够检测编译过程中发现的漏洞，因此非常可靠。它是由 Christian Reitwiessner 和以太坊区块链上智能合约的以太坊开发团队创建的。

Rust 和 Solidity 有一些相似之处，但主要区别在于 Rust 不像 Solidity 那样仅限于加密行业。它也在金融界很受欢迎。

Rust 和 Solidity 之间的相似之处

在比较这两种流行的编程语言时，很明显它们具有某些共同特征，但在不同层面上又有所不同。其中一些相似之处包括：

• 多链兼容性：Solidity 专为以太坊构建；尽管如此，它还支持多种侧链、第2层区块链、模块化区块链和以太坊虚拟机（EVM）兼容的第1层智能合约平台。
• 图灵完备性：图灵完备语言是一种可以解决任何计算问题的语言，无论这些语言有多复杂或困难。这一特性使得两种语言都适用于实现智能合约逻辑。

Rust 和 Solidity 之间的不同之处

这两种流行的编程语言具有相似的品质，但并不相同；尽管如此，以下是这两种语言的一些区别。

• 语言级别：Solidity 是一种高级语言，这意味着它允许开发人员以更简单且人性化的方式构建程序。Solidity 对计算机细节进行了高度抽象，使得该语言更易于学习和使用。相反，Rust 则是一种低级语言，与 Solidity 截然相反。低级语言几乎不提供计算机体系结构的抽象，使其在结构上类似于处理器的指令。
• 编程范式：编程范式是指用于解决计算问题的技术和风格。Solidity 的方法是面向对象的。这意味着它在编程环境中实现对象及其相关过程来构建软件程序。相反，Rust 是多范式的，这意味着它利用不同的范式来解决计算问题。它本质上可以支持面向对象、命令式、函数式等方法。

学习 Rust 编程语言的最佳资源

如果您想深入体验 Rust，可以通过一些在线社区和论坛与其他 Rust 开发人员沟通并向他们学习。要开始学习 Rust 编程语言，这里有一些有用的资源。

Rust 官方文档

Rust 官方文档提供了三种不同的学习 Rust 语言的资源。列表中的第一个是《Rust 编程语言》，也称为“the book”，它对 Rust 进行了全面的概述，可引导新用户通过几个项目来帮助他们完全掌握这门语言。

第二个资源是 Rustlings 课程，它帮助用户设置 Rust 工具链，并向他们介绍在动手命令行环境中的 Rust 语法基础知识。最后，对于更喜欢从代码入手的用户，该文档提供了 Rust 案例。这是一系列代表性的具有不同实践练习的代码示例，可帮助用户获得如何使用该语言的实践经验。

FreeCodeCamp

对于那些想要学习Rust语言的人来说，FreeCodeCamp 的 Rust 编程语言课程是一种很好的资源。通过使用 Replit，您将完全在您选择的浏览器上使用交互式编程环境进行工作。 FrreCodeCamp 还在 YouTube 频道上提供了该课程的视频资源。

为了进一步提高您的 Rust 技能，这一课程指将导用户创建两个项目：一个命令行计算器和一个组合两个图像像素的工具。

Educative 的名为“从头开始学习 Rust”的课程为用户提供了一种更实用的方法来掌握编程语言。它从基本的“Hello world”程序开始，慢慢介绍更高级的概念，如数组、字符串、向量、枚举、结构、特征、泛型、函数和逻辑。随后又深入到复杂的主题，例如生命周期和内存管理等。

用户在学习完基础知识和高级内容后，就在 Rust 基础知识方面打下了坚实的基础，并有条件解决更难的概念，这使他们对开发 Rust 项目更有信心。

结语

不同的开发人员根据他们想要构建的项目或基于其偏好而会选择使用不同的语言。无论如何，Rust 已被证明是一种可靠的语言，并且会继续在区块链发展运用。将来，我们将看到该语言以更多方式并被更多项目运用。