Rust

Rust是由Mozilla主導開發的通用、編譯型編程語言。設計準則為“安全、併發、實用”，支持函數式、並行式、過程式以及面向對象的程式設計風格。
Rust語言原本是Mozilla員工Graydon Hoare的個人專案，而Mozilla於2009年開始贊助這個專案 ，並且在2010年首次公開。也在同一年，其編譯器原始碼開始由原本的OCaml語言轉移到用Rust語言，進行自我編譯工作，稱做「rustc」，並於2011年實際完成。這個可自我編譯的編譯器在架構上採用了LLVM作為它的後端。
第一個有版本號的Rust編譯器於2012年1月釋出。Rust 1.0是第一個穩定版本，於2015年5月15日釋出。
Rust在完全公開的情況下開發，並且相當歡迎-{zh-hans:社區;zh-hant:社群}-的回饋。在1.0穩定版之前，語言設計也因為透過撰寫Servo網頁瀏覽器排版引擎和rustc編譯器本身，而有進一步的改善。它雖然由Mozilla資助，但其實是一個共有專案，有很大部分的程式碼是來自於-{zh-hans:社區;zh-hant:社群}-的貢獻者。

**設計 **
Rust的設計目標之一，是要使設計大型的網際網路客戶端和伺服器的任務變得更容易。因此更加強調安全性、記憶體配置、以及並行處理等方面的特性。

**性能**
在效能上，具有額外安全保證的代碼會比C++慢一些，例如Rust對數組進行操作時會進行邊界檢查（儘管可以通過一些方式繞過），而C++則不會，但是如果等價的C++代碼作手工檢查，則兩者效能上是相似的。

**編譯報錯**
比起C/C++，Rust編譯器的對於代碼中錯誤的提示更清晰明瞭，開發者可根據提示輕鬆地修復代碼中的錯誤。

**編譯速度**
由於其編譯器會做出額外的安全檢查，Rust的編譯速度有時低於C/C++。

**語法**
Rust的語法設計，與C語言和C++相當相似，區塊（block）使用大括號隔開，控制流程的關鍵字如if、else、while等等。在保持相似性的同時，Rust也加進了新的關鍵字，如用於模式匹配的match（與switch相似）則是使用C/C++系統程式語言的人會相對陌生的概念。儘管在語法上相似，Rust的語義（semantic）和C/C++非常不同。

**內存安全**
為了提供內存安全，它的設計不允許空指標和懸空指標。指針只能透過固定的初始化形態來建構，而所有這些形態都要求它們的輸入已經分析過了。Rust有一個檢查指標生命期間和指標凍結的系統，可以用來預防在C++中許多的型別錯誤，甚至是用了智能指針功能之後會發生的型別錯誤。

**所有權**
Rust設計了一個所有權系統，其中所有值都有一個唯一的所有者，並且值的作用域與所有者的作用域相同。值可以通過不可變引用（&T）、可變引用（&mut T）或者通過值本身（T）傳遞。任何時候，一個變量都可以有多個不可變引用或一個可變引用，這實際上是一個顯式的讀寫鎖。Rust編譯器在編譯時強制執行這些規則，並檢查所有引用是否有效。

**內存管理**
早期的Rust雖然有垃圾回收系統，但非如Java或.NET平臺的全自動垃圾回收。Rust 1.0已不再使用垃圾回收器，而是全面改用基於引用計數的智能指針來管理內存。

**類型與多態**
它的型別系統直接地模仿了Haskell語言的類型類概念，並把它稱作「traits」，可以把它看成是一種特設多態。Rust的作法是透過在宣告型別變數（type variable）的時候，在上面加上限制條件。至於Haskell的高階型別變數（Higher-kinded polymorphism）則還未支援。
型別推導也是Rust提供的特性之一，使用let語法宣告的變數可以不用宣告型別，亦不需要初始值來推斷型別。但如果在稍後的程式中從未指派任何值到該變數，編譯器會發出編譯時（compile time）錯誤。函數可以使用泛型化參數（generics），但是必須綁定Trait。不能使用方法或運算子而不-{zh-tw: 宣告; zh-hans: 聲明}-它們的型別，每一項都必確明確定義。
Rust的物件系統是基於三樣東西之上的，即實作（implementation）、Trait以及結構化資料（如struct）。實作的角色類似提供Class關鍵字的程式語言所代表的意義，並使用impl關鍵字。繼承和多型則-{zh-tw: 透過; zh-hans: 通過}-Trait實現，它們使得方法（method）可以在實作中被定義。結構化資料用來定義欄位。實作和（trait）都無法定義欄位，並且只有（trait）可以提供繼承，藉以躲避C++的「鑽石繼承問題」（菱型缺陷）。

**歷史**
2006年，Rust作為Graydon Hoare的個人項目首次出現。
2009年，Graydon Hoare成為Mozilla僱員。
2010年，Rust首次作為Mozilla官方項目出現。同年，Rust開始從初始編譯（由OCaml寫成）轉變為自編譯。
2011年，Rust成功的完成了移植。Rust的自編譯器採用LLVM作為其編譯後端。
2012年1月20日，第一個有版本號的預覽版Rust編譯器發佈。
2013年4月4日，Mozilla基金會宣佈將與三星集團合作開發瀏覽器排版引擎Servo，此引擎將由Rust來實作。
2015年5月16日，Rust 1.0.0發佈。
2020年3月27日，Rust核心團隊成員Steve Klabnik在官方博客發表了一篇名為《Goodbye, docs team》的文章，敘述了Rust文檔的現狀。
2021年2月8日，AWS、華為、Google、微軟以及Mozilla宣佈成立Rust基金會，並承諾在兩年時間裡每年投入不少於 100 萬美元的預算，以用於 Rust 項目的開發、維護和推廣。
2022年9月19日，Linux初始開發者 Linus Torvalds 表示在Linux核心6.1版中會有對Rust的初步支援。
2023年4月6日，Rust基金會發布了新商標政策草案，修訂了關於如何使用Rust標誌和名稱的規則，導致了Rust用戶社區的負面反應和抗議。

**生態系統**
除了編譯器和標準庫，Rust生態系統還包括用於軟件開發的額外組件。官方推薦使用Rustup，一個Rust工具鏈安裝程序來管理這些組件。

**Cargo**
Cargo是Rust的軟件包管理器，用來下載和構建依賴關係。Cargo還充當了Clippy和其他Rust組件的封裝器。它要求項目遵循一定的目錄結構。
Cargo.toml文件指定了項目所需的依賴和版本要求，告訴Cargo哪些版本的依賴關係與該包兼容。Cargo默認從crates.io中獲取依賴，但Git倉庫和本地文件系統中的包也可以作為依賴。

**集成開發環境支持**
rust-analyzer 是一系列工具，可以通過語言服務器協議為集成開發環境（IDE）和文本編輯器提供有關某一Rust項目的信息。利用它，開發者可以在編輯Rust代碼時使用自動完成和編譯錯誤顯示等功能。

**代碼示例**
下面的代碼在Rust 1.3中測試通過。

**Hello World**
fn main() {
println!("Hello, World!");
}
如果不想使輸出包含換行符(\n)，可以使用print!巨集代替println!巨集。

**階乘**
下面是三個不同版本的階乘函數，分別以遞迴、迴圈和迭代器的方法寫成：
// 這個函數的if-else語句中展示了Rust中可選的隱式返回值，可用於寫出更像函數式程式設計風格的代碼
// 與C++和其他類似的語言不同，Rust中的if-else結構不是語句而是運算式，有返回值
fn recursive_factorial(n: u32) -> u32 {
if n  u32 {
// 變數用`let`定義，`mut`關鍵字使得變數可以變化
let mut i = 1u32;
let mut result = 1u32;
while i  u32 {
// 迭代器有多種用於變換的函數
// |accum, x| 定義了一個匿名函數
// 內聯展開等最佳化方法會消去區間和fold，使本函數的運行效率和上一個函數相近
(1..n + 1).fold(1, |accum, x| accum * x)
}
fn main() {
println!("Recursive result: {}", recursive_factorial(10));
println!("Iterative result: {}", iterative_factorial(10));
println!("Iterator result: {}", iterator_factorial(10));
}

**並行計算**
一個簡單的Rust並行計算例子：
use std::thread;
// 這個函數將創建十個同時並行的執行緒
// 若要驗證這一點，可多次運行這個程式，觀察各執行緒輸出順序的隨機性
fn main() {
// 這個字串是不可變的，因此可以安全地同時被多個執行緒訪問
let greeting = "Hello";
let mut threads = Vec::new();
// `for`迴圈可用於任何實現了`iterator`特性的類型
for num in 0..10 {
threads.push(thread::spawn(move 
{
// `println!`是一個可以靜態檢查格式字串類型的巨集
// Rust的巨集是基於結構的（如同Scheme）而不是基於文本的（如同C）
println!("{} from thread number {}", greeting, num);
}));
}
// 收集所有執行緒，保證它們在程式退出前全部結束
for thread in threads {
thread.join().unwrap();
}
}

**參考資料**

**參閱**
 Servo

**外部鏈接**
  官方網站date=20190602230110 （ 簡體中文date=20200526125214 、 正體中文date=20200524191231 ）-  The Rust-dev Archivesdate=20120314111211 （郵件列表）-  Rust主源代碼庫及缺陷跟蹤系統date=20130903163230 於Github-  Rust語言Wikidate=20140210170626 於Github- Rust教學date=20200630015918