Rust to nowoczesny język programowania systemowego, który został zaprojektowany z myślą o wydajności, bezpieczeństwie i współbieżności. Oferuje użytkownikom potężne funkcje językowe, jednocześnie dążąc do eliminacji powszechnych błędów programistycznych, takich jak dereferencje wskaźników null i wyścigi danych. Rust kładzie nacisk na abstrakcje o zerowym koszcie, umożliwiając programistom pisanie kodu na wysokim poziomie bez poświęcania wydajności. Jest szczególnie dobrze przystosowany do zadań, w których niezbędna jest niskopoziomowa kontrola nad sprzętem i zarządzaniem pamięcią, takich jak programowanie systemowe, WebAssembly oraz tworzenie aplikacji o wysokiej wydajności.
Rust został zapoczątkowany w 2006 roku przez Graydona Hoare'a w Mozilla Research. Początkowym celem języka było rozwiązanie problemów związanych z tworzeniem bezpiecznego oprogramowania współbieżnego oraz stworzenie bardziej niezawodnej alternatywy dla istniejących języków programowania systemowego. W 2010 roku wydano pierwszą publiczną wersję Rust, która szybko zyskała uwagę dzięki innowacyjnemu podejściu do bezpieczeństwa pamięci i współbieżności.
Rust czerpie inspirację z kilku języków programowania, takich jak C++ ze względu na swoje podejście zorientowane na wydajność oraz języków programowania funkcyjnego z uwagi na nacisk na niemutowalność i potężne abstrakcje. Jego projekt odzwierciedla również zasady z języków takich jak Haskell, szczególnie w zakresie solidnego systemu typów i możliwości dopasowywania wzorców.
Od swojego powstania Rust dojrzał do szeroko uznanego języka, z silną społecznością programistów i rosnącym ekosystemem bibliotek. Język jest oficjalnie wspierany przez Mozillę i zyskuje na znaczeniu w różnych dziedzinach, w tym w rozwoju stron internetowych, systemach wbudowanych i tworzeniu gier. Wydanie Rust 1.0 w 2015 roku stanowiło istotny kamień milowy, potwierdzając jego stabilność i gotowość do użycia w produkcji. Fundacja Rust, założona w 2021 roku, wspiera jego dalszy rozwój i zarządzanie.
Unikalny model własności Rust pozwala programistom zarządzać pamięcią bez użycia zbieracza śmieci. Każda zmienna w Rust ma jednego właściciela, a własność może być przekazywana lub "pożyczana" za pomocą referencji. Ta cecha pomaga zapewnić bezpieczeństwo pamięci poprzez egzekwowanie surowych zasad pożyczania.
fn main() {
let s1 = String::from("Witaj");
let s2 = &s1; // Pożyczanie s1
println!("{}", s2);
}
Dopasowywanie wzorców w Rust pozwala programistom na destrukturyzację typów danych i zarządzanie złożonym przepływem sterowania w sposób płynny. Instrukcja match zapewnia potężny sposób na rozgałęzianie logiki w oparciu o wzorce wartości.
fn main() {
let number = 4;
match number {
1 => println!("Jeden"),
2 => println!("Dwa"),
_ => println!("Inny"),
}
}
Rust stosuje wnioskowanie typów, co pozwala kompilatorowi automatycznie dedukować typy zmiennych, co upraszcza kod i zwiększa czytelność.
fn main() {
let x = 5; // Kompilator wnioskuje, że x jest typu i32
}
Cechy są podobne do interfejsów w innych językach i pozwalają na polimorfizm. Definiują wspólne zachowanie, które typy mogą implementować.
trait Speak {
fn speak(&self);
}
struct Dog;
impl Speak for Dog {
fn speak(&self) {
println!("Hau!");
}
}
Typy Option i Result w Rust zapewniają solidne zarządzanie błędami i programowanie bezpieczne dla nulli, pozwalając programistom na wyraźne wyrażenie możliwości braku lub błędu.
fn divide(x: f64, y: f64) -> Option<f64> {
if y == 0.0 {
None
} else {
Some(x / y)
}
}
Rust wspiera bezpieczną współbieżność dzięki swojemu systemowi własności, pozwalając wielu wątkom na operowanie na danych z minimalnym ryzykiem wyścigów danych.
use std::thread;
fn main() {
let handle = thread::spawn(|| {
println!("Witaj z wątku!");
});
handle.join().unwrap();
}
System makr w Rust pozwala na generowanie kodu, co umożliwia pisanie niestandardowych konstrukcji składniowych, które mogą być ponownie używane w całej bazie kodu.
macro_rules! say_hello {
() => {
println!("Witaj!");
};
}
fn main() {
say_hello!();
}
Zamknięcia w Rust to anonimowe funkcje, które mogą przechwytywać zmienne ze swojego otoczenia, co czyni je elastycznymi w paradygmatach programowania funkcyjnego.
fn main() {
let add = |a, b| a + b;
println!("{}", add(5, 7));
}
Rust wykorzystuje system modułów do organizacji kodu i kontrolowania widoczności. Crates to pakiety kodu Rust, które mogą być dzielone i ponownie używane.
mod my_module {
pub fn hello() {
println!("Witaj z my_module!");
}
}
fn main() {
my_module::hello();
}
Rust ma wbudowane funkcje dokumentacyjne, a narzędzie Rustdoc automatycznie generuje dokumentację z komentarzy w kodzie źródłowym.
/// Ta funkcja dodaje dwie liczby.
///
/// # Przykłady
///
/// ```
/// let result = add(2, 3);
/// assert_eq!(result, 5);
/// ```
fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
a + b
}
Rust ma bogaty zestaw narzędzi dla programistów, w tym menedżera pakietów Cargo, który ułatwia zarządzanie zależnościami, budowanie i publikowanie bibliotek oraz aplikacji. Standardowa biblioteka Rust zapewnia obfite wsparcie w czasie wykonywania dla różnych zadań.
Kilka IDE i edytorów wspiera rozwój w Rust, w tym:
Aby stworzyć nowy projekt Rust, programiści mogą użyć Cargo z następującą komendą:
cargo new my_project
Ta komenda generuje nowy katalog zawierający podstawową strukturę projektu Rust. Aby zbudować projekt, wystarczy przejść do katalogu projektu i uruchomić:
cargo build
Rust jest wykorzystywany w różnych dziedzinach dzięki swoim cechom wydajności i bezpieczeństwa. Kluczowe zastosowania obejmują:
Rust często porównywany jest z innymi językami programowania systemowego ze względu na nacisk na wydajność i bezpieczeństwo. Oto kilka porównań:
Tłumaczenie kodu Rust na inne języki może być wyzwaniem ze względu na jego unikalny model własności i zaawansowane funkcje. Niemniej jednak, niektóre narzędzia ułatwiają tłumaczenia źródło-do-źródła, takie jak: