что можно написать на rust
Rust — молодой и дерзкий язык программирования
Говорят, что это одновременно C++ и Haskell.
Первая версия языка Rust появилась в 2010 году, и он сразу занял третью строчку в списке любимых языков разработчиков на StackOverflow. Год спустя Rust возглавил этот список и держался там несколько лет. Давайте посмотрим, почему этот язык стал таким популярным, в чём его особенности и почему вокруг него много споров.
В чём идея языка Rust
Автору языка нравилась скорость работы и всемогущество языка C++ и надёжность Haskell. Он поставил перед собой задачу совместить оба этих подхода в одном языке, и за несколько лет он собрал первую версию языка Rust.
Rust позиционируется как компилируемый системный мультипарадигмальный язык высокого уровня. Сейчас поясним, что это значит.
👉 Компилируемый язык означает, что готовая программа — это отдельный файл, который можно запустить на любом компьютере с нужной операционной системой. Для запуска не нужно устанавливать среду разработки и компилятор, достаточно, чтобы скомпилированная версия подходила к вашему компьютеру.
👉 Системный — это когда на языке пишут программы для работы системы в целом. Это могут быть операционные системы, драйверы и служебные утилиты. Обычные программы тоже можно писать на Rust — от калькулятора до системы управления базами данных. Системный язык позволяет писать очень быстрые программы, которые используют все возможности железа.
👉 Мультипарадигмальный значит, что в языке сочетаются несколько парадигм программирования. В случае Rust это ООП, процедурное и функциональное программирование. Причём, ООП в Rust пришло из C++, а функциональное — из Haskell. Программист может сам выбирать, в каком стиле он будет писать код, или совмещать разные подходы в разных элементах программы.
Синтаксис и код
За основу синтаксиса в Rust взят синтаксис из C и C++.Например, классический «Привет, мир!» на Rust выглядит так:
fn main() <
println!(«Hello, world!»);
>
Если вы знакомы с подобным синтаксисом, то сможете быстро начать писать и на Rust. Другое дело, что в Rust есть свои особенности:
let x = if new_game() < 4 >
else if reload() < 3 >
else
Последнее разберём подробно. При такой записи переменная x будет равна четырём, если функция new_game() вернёт значение true. Если этого не случится, компилятор вызовет функцию reload() и проверит, что получилось. Если true, то x примет значение 3, а если и это не сработает — то x станет равным 0.
Ещё в Rust есть сравнение переменной с образцом. В зависимости от того, с каким образцом совпало значение переменной, выполнится та или иная функция:
Главная особенность программ на Rust
Несмотря на синтаксис, похожий на C, главную особенность программ на Rust разработчики взяли из Haskell, и звучит она так:
Если программа на Rust скомпилировалась и не упала во время запуска, то она будет работать до тех пор, пока вы сами её не остановите.
Это значит, что программы на Rust почти так же надёжны, как программы на Haskell. Почти — потому что если программист использует «небезопасный» блок unsafe, который даёт ему прямой доступ к памяти, то в теории это иногда может привести к сбоям. Но даже с такими блоками Rust старается справляться сам и падает только в безнадёжных случаях.
Плюсы и минусы языка
Когда язык совмещает в себе несколько разных подходов из других языков, он получает большинство преимуществ каждого из них:
Минусы в основном связаны со скоростью развития языка. Так как Rust развивается очень быстро, то часто бывает так, что код из старой версии не работает в новой версии. Ещё к минусам можно добавить:
Что написано на Rust
Чаще всего Rust используют в тех проектах, где нужна стабильность и надёжность при высокой нагрузке и общее быстродействие программы.
На практике Rust подходит для разработки ОС, веб-серверов, системных программ мониторинга, веб-движков, а также для создания масштабируемых частей фронтенда и бэкенда. Например, вот самые известные проекты, где Rust был основным языком программирования:
Rust для разработчиков JS
Jul 27, 2020 · 7 min read
Rust не вызвал у меня большого интереса, когда я впервые прочитал о нём. Это было около двух лет назад. Я работал веб-разработчиком, программировал в основном на JavaScript и подумал тогда, что Rust не для меня, потому что в тот момент он казался мне очень сложным.
А в начале этого года я решил начать изучать его. Что изменилось за это время? Я всё ещё веб-разработчик, но понимание того, что, освоив этот язык программирования, я смогу написать программу на Rust, скомпилировать её на WebAssembly и выполнить в браузере, было той искрой, которая зажгла мою мотивацию.
В этой с татье я представлю Rust с точки зрения разработчика JavaScript, одновременно сравнивая эти два языка. Надеюсь, что после прочтения статьи вам тоже захочется освоить Rust!
Что такое Rust?
Язык программирования Rust был создан компанией Mozilla, а его первая стабильная версия появилась на свет примерно в 2015 году. Hello, World на Rust выглядит так:
И совсем вроде не страшно. Можно даже сказать, что выглядит она почти как JavaScript, но это всего лишь программа hello world, а сама версия немного сложнее! Прежде чем переходить к функциональным средствам языка, давайте определим, какое место занимает Rust в окружении других языков программирования:
Между языками программирования существует чёткое разграничение:
Rust можно считать быстрым и безопасным одновременно, но на его освоение может уйти много времени и усилий, а время компиляции может быть большим даже для маленьких примеров.
Основные функциональные средства Rust
Как и любой другой язык программирования, Rust обладает обширным функционалом, и я решил освятить в статье четыре темы, без которых невозможно изучить язык и начать на нём работать.
JavaScript — это динамически типизированный язык, позволяющий делать интересные штуки, например вычитать число 1 из строки wat и получать неожиданные результаты. Это стало возможно благодаря слабой системе типов. Если вы попытаетесь выполнить простое сложение двух чисел на Rust, которые не относятся к одному типу, вы получите ошибку компиляции:
Когда вы начнёте работать на Rust, вы будете получать много ошибок, и может так случиться, что первое время люто возненавидите компилятор:
Ну почти как эта собачка! Если вы постоянно воюете с компилятором Rust, не переживайте: мы все через это проходим.
Неизменяемость
В функциональных языках приходится много работать с неизменяемыми структурами. JavaScript программистов никто не заставляет работать с неизменяемостью, но популярные библиотеки, такие как Redux и Immutable.js, научили нас это делать. Сегодня есть ключевые слова let и const для объявления изменяемых и неизменяемых переменных соответственно.
Владение
Это понятие, на мой взгляд, самое сложное для понимания, потому что оно сильно отличает Rust от других языков, с которыми я работал, но именно оно делает Rust быстрым и безопасным!
Когда вы присваиваете данные переменной, концепция владения подразумевает, что переменная владеет этими данными, причём у данных может быть только один владелец. Проиллюстрируем это примером:
Такое поведение не всегда желательно, но в Rust мы можем заимствовать, ведь здесь существует понятие заимствования! Если вам не хочется перемещать значение от одной переменной к другой, воспользуйтесь ссылкой:
Когда мы имеем дело с владением и заимствованием, Rust хочет, чтобы мы играли по правилам, поэтому он предупредит, если мы попытаемся сделать что-то не то:
Если при изучении владения и заимствования вам что-то непонятно, сбивает с толку или вы запутались, ничего страшного — это нормально! Ведь вы приступаете к теме управления памятью, а это непростая тема. Я рекомендую посмотреть вот это видео, чтобы подробнее узнать об этом.
Структуры
Rust не является объектно-ориентированным языком, но у него есть некоторые функциональные средства, которые могут имитировать поведение, характерное для такого рода языков. Когда мы работаем с классами в JavaScript, то имеем дело с данными и методами в одном и том же месте. В Rust мы будем отделять представление данных от методов, которые с ними работают. Вот как это происходит:
Что нужно, чтобы начать использовать Rust?
Первым делом нужно установить Rust. Нет ничего проще: заходите на сайт https://rustup.rs и загружаете официальный установщик набора инструментальных средств. Это то же, что и nvm, который обычно используется с JavaScript.
Затем вам понадобятся библиотеки — не начинать же всё совсем с нуля. Поэтому точно так же, как мы обзаводимся пакетами Node на JavaScript, мы будем поступать и с пакетами Rust. Зайдите на crates.io, официальное хранилище крейтов, чтобы подробнее разузнать о пакетах на Rust.
Rust универсален, поэтому существует множество ситуаций, где его можно использовать. Есть и сообщество, которое не покладая рук работает, отслеживая их на разных сайтах:
А если вы занимаетесь веб-разработкой, можно сказать, что вам повезло! Вы можете создавать программы, компилировать их и использовать всё это вместе с тем кодом, который у вас на JavaScript. WebAssembly — вот технология, которая сделала это реальным, и её можно использовать прямо сейчас во всех современных браузерах.
Если хотите её опробовать, рекомендую почитать официальную книгу с документацией по Rust и WebAssembly.
Заключение
Rust — это нереально крутой язык, который стоит освоить, ведь с его помощью столько всего можно сделать! Если вы веб-разработчик, как и я, то вам будет очень интересно читать о WebAssembly, и я надеюсь, что смогу сделать ещё статьи об этом.
Если вы хотите приступить к освоению Rust, рекомендую начать с этого официального ресурса и попробовать написать имеющиеся программы на JavaScript с помощью Rust. Как и во многом другом, практика — это ключ к успеху!
В заключение отметим, что эта статья написана по мотивам доклада, представленного автором на семинаре разработчиков JS Coders meetup event. Со слайдами вы можете ознакомиться здесь.
Rust на примерах. Часть 1
Этот цикл статей является вольным переводом книги «Rust by Example», которую пишет Хорхе Апарисио на Github.
На момент написания этого топика автор книги создал 49 глав, в первой части будет перевод первых пяти. Убедитесь, что Rust установлен и под рукой имеется документация.
Содержание
1. Привет, мир!
Это код традиционной программы «Hello World»:
println! это макрос (мы рассмотрим их позже), который печатает текст в консоль.
Программа может быть сгенерирована с помощью компилятора Rust rustc:
rustc создаст бинарный файл «hello», который можно запустить:
2. Форматированный вывод
Макрос println! не только выводит в консоль, а также способен форматировать текст и сериализованные значения. Корректность проверяется во время компиляции.
Дополнительная информация о форматировании здесь: std::fmt
3. Литералы и операторы
Также целые числа можно выразить через шестнадцатеричное, восьмеричное или двоичное обозначение, используя один из префиксов: 0x, 0o или 0b.
В числовые литералы можно вставлять подчёркивания для читабельности, например, 1_000 такой же, как и 1000, а 0.000_001 такой же, как и 0.000001.
Доступные операторы и их приоритет похож на C-подобных языках.
4. Переменные
Значения (как и литералы) могут быть связаны с переменными, используя обозначение let.
4.1 Изменяемость
По умолчанию переменные нельзя изменять, но это можно исправить, добавив модификатор mut.
Компилятор будет выводить сообщения об ошибке изменчивости.
4.2 Области и видимость
Переменные имеют локальную область, и имеют видимость в блоке (блок представляет собой набор операторов, заключённых в фигурные скобки <>). Кроме того, допускается скрытие переменной.
4.3 Предварительное объявление
Можно сперва объявлять переменные, а инициализировать их позже. Но эта форма редко используется, так как это может привести к использованию неинициализированных переменных.
Компилятор запрещает использование неинициализированных переменных, так как это привело бы к непредсказуемым последствиям.
5. Типы
Rust обеспечивает безопасность с помощью статической проверки типов. Тип переменной может быть явно указан при её объявлении. Тем не менее, в большинстве случаев, компилятор сможет определить тип переменной из контекста, если это очевидно.
5.1 Приведение типов
Rust не предоставляет неявного преобразования типов (coercion) между примитивами, но, явное приведение типов (casting) может быть достигнуто с помощью ключевого слова as.
5.2 Литералы
Тип литералов без суффикса будет зависеть от того, как они используются. Если никаких ограничений не существует, то компилятор выдаст сообщение об ошибке.
5.3 Логический вывод
Логический вывод типов довольно умён. Тип добавляемой переменной используется как определитель типа для второй переменной. Вот продвинутый пример:
Отсутствует необходимость в аннотации типа переменной, компилятор счастлив как и программист!
5.4 Псевдонимы (алиасы)
Заключение
Присоединяйтесь к google-группе: Rust по-русски для получения дополнительной информации по этому языку.
Можно помочь с переводом на Github: github.com/eg0r/rust-by-example
Все замечания, ошибки или неточности отправляйте мне в почту.
Введение в программирование на Rust
Apr 17 · 12 min read
Rust — это перспективный язык программирования, набирающий рекордную популярность для низкоуровневых систем, таких как операционные системы и компиляторы.
В 2020 году по итогам опроса разработчиков Stack Overflow самым любимым языком программирования уже пятый год подряд был признан Rust. Многие разработчики уверены в том, что Rust скоро обгонит C и C++ благодаря своему средству проверки заимствований и решению давних проблем, таких как управление памятью, а также неявная и явная типизация.
Сегодня мы поможем вам начать р а боту с Rust независимо от вашего уровня опыта. Мы расскажем, что отличает Rust от других языков, изучим его основные компоненты и поможем написать вашу первую программу на Rust!
Вот что мы рассмотрим в статье.
Что такое Rust?
Rust — это мультипарадигмальный статически типизированный язык программирования с открытым исходным кодом, используемый для создания операционных систем, компиляторов и других программно-аппаратных средств. Он был разработан Грейдоном Хором в Mozilla Research в 2010 году.
Rust оптимален с точки зрения производительности и безопасности, причем акцент здесь сделан на безопасном параллелизме. Этот язык больше всего похож на C или C++, но использует средство проверки заимствований для подтверждения безопасности ссылок.
Rust — это идеальный язык системного программирования для разработки встроенного программного обеспечения для платформ без операционной системы. Наиболее распространено применение Rust в низкоуровневых системах, например ядрах операционных систем или в микроконтроллерах.
Rust отличается от других низкоуровневых языков отличной поддержкой параллельного программирования с предотвращением гонки данных.
Зачем изучать Rust?
Язык программирования Rust идеально подходит для низкоуровневого системного программирования из-за системы выделения памяти с уникальной концепцией владения и приверженности оптимальному и безопасному параллелизму. И хотя его все еще нечасто используют в крупных компаниях, Rust остается одним из языков, получающих самые высокие оценки.
Rust продолжает совершенствоваться в условиях непрекращающегося роста требований к низкоуровневым системам и вполне способен стать языком завтрашних операционных систем. Попробуйте себя в роли разработчика Rust уже сейчас, чтобы получить желаемую должность, надолго обеспечив себя работой с высокой оплатой.
«Hello World!» на Rust
Разберем все части этого кода.
fn — это сокращение от function («Функция»). В Rust (как и в большинстве других языков программирования) функция как бы говорит: «Сообщите мне информацию, а я сделаю то-то и то-то и затем дам ответ».
Функция main — это то место, где начинается программа.
Скобки содержат список параметров для этой функции. Сейчас он пуст, то есть параметров нет. Но скоро мы увидим много функций с параметрами.
Дальше идет строка. Строки состоят из нескольких собранных вместе букв или символов. Для обозначения строки эти символы помещаются в кавычки ( » ). Затем строки передаются для макросов типа println! и других функций, с которыми мы еще поиграем.
А это точка с запятой. Она обозначает конец одной инструкции, как точка в предложении. Инструкции — это указания компьютеру выполнить конкретное действие. Чаще всего инструкция состоит из всего одной строки кода. В нашем случае она вызывает макрос. Есть и другие виды инструкций, которые мы скоро увидим.
Основы синтаксиса Rust
Теперь рассмотрим основные части программы на Rust и способы их реализации.
Переменные и их изменяемость
Переменные — это точки данных, которые сохраняются и помечаются для последующего использования. Формат объявлений переменных таков:
Имя переменной должно быть информативным, т. е. описывать, чем является ее значение. Например:
Совет💡 Всегда давайте переменным названия, начинающиеся со строчной буквы, а новое слово начинайте с заглавной.
В Rust переменные неизменяемы по умолчанию, т. е. их значение нельзя изменить после того, как они заданы.
Например, вот этот код выдаст ошибку во время компиляции:
На первый взгляд такое свойство языка Rust кажется неудобным, но оно помогает применять лучшие практики минимизации изменяемых данных. Ведь наличие изменяемых данных часто приводит к появлению багов, если как минимум две функции ссылаются на одну и ту же переменную.
Чем больше у вас становится переменных и функций, тем легче случайно изменить их значения. Такого рода ошибки поддаются отладке с трудом, поэтому в Rust предпочитают избегать их в принципе.
Чтобы переопределить это значение по умолчанию и создать изменяемую переменную, объявим ее вот так:
Типы данных
Пока что мы видели, что значения переменных задаются либо с помощью фраз (называемых строками), либо целых чисел. Эти переменные представляют собой различные типы данных, которые обозначают, какой вид имеют содержащиеся в них значения и какие операции они выполняют.
В этом случае наш пример с объявлением my_name будет переписан следующим образом:
Явная типизация позволяет соответствующим образом определять тип переменной и избегать ошибок в тех случаях, когда тип переменной неочевиден. Rust сделает наиболее правильное с его точки зрения предположение, но это может привести к неожиданному поведению.
Во избежание недопонимания со стороны других разработчиков и для недопущения синтаксической ошибки поменяем объявление следующим образом:
Основные типы на Rust:
Функции
Функции — это наборы связанного кода на Rust, объединенные под кратким условным обозначением и вызываемые из других частей программы.
Вот формат для объявления функции:
Это уже знакомое нам сокращение от function («Функция»). За ним в коде Rust следует объявление функции.
Здесь находится идентификатор функции, который будет использоваться при ее вызове.
Эти скобки заполняются любыми параметрами, которые нужны функции. В данном случае никаких параметров не передается, поэтому скобки оставлены пустыми.
А здесь передаваемому значению присваивается имя. Это имя выступает в роли имени переменной, ссылающейся на параметр в любом месте тела функции.
После параметра необходимо явно указать тип. Во избежание путаницы неявная типизация параметров в Rust запрещена.
Фигурные скобки обозначают начало и конец блока кода. Код внутри скобок выполняется при каждом вызове идентификатора функции.
А это заполнитель для кода функции. Лучше не включать сюда никакого кода, не связанного прямо с выполнением задачи функции.
Добавим немного кода. Переделаем hello-world в функцию say_hello() :
Совет💡 Увидели () — значит, вы имеете дело с вызовом функции. Если параметров нет, получаем внутри скобок пустое поле параметров. Сами скобки все равно остаются, указывая на то, что это функция.
Вот как будет выглядеть полная программа:
Комментарии
Комментарии — это сообщения, которые содержат описание того, для чего нужен тот или иной сегмент кода. Они помогают автору кода быстро вспомнить логику дальнейших своих действий, а другим программистам — быстро понять, как устроена программа. Так что написание хороших комментариев полезно всем.
Совет💡 используйте комментарии для «закомментирования» разделов кода, выполнение которых не требуется, но которые позже понадобится добавить.
Условные инструкции
Условные инструкции — это способ создания поведения, которое имеет место только в случае истинности некоего набора условий. С помощью этих инструкций получаются адаптируемые функции, которые отлично справляются с различными программными ситуациями без использования второй функции.
Допустим, нужно сделать функцию для создания учетной записи для любого пользователя, у которого еще нет учетной записи для авторизации в системе.
Вот как выглядит формат оператора if :
Совет💡 необходимо, чтобы в циклах while проверяемая переменная была изменяемой. Если переменная никогда не меняется, такой цикл будет продолжаться бесконечно.
Промежуточный Rust: владение и структуры
Владение
Владение — это центральная особенность Rust и одна из причин такой его популярности.
Во всех языках программирования должна предусматриваться система освобождения неиспользуемой памяти. В некоторых языках, таких как Java, JavaScript или Python, есть сборщики мусора, которые автоматически удаляют неиспользуемые ссылки. В низкоуровневых языках типа C или C++ от разработчиков требуется всякий раз, когда это необходимо, выделять и освобождать память вручную.
Ручное выделение памяти сопряжено с многочисленными проблемами, поэтому практиковать его затруднительно. Когда память выделяется на очень продолжительное время, она расходуется впустую. А слишком раннее освобождение памяти, как и выделение одной и той же памяти дважды, приводит к ошибке.
Rust выгодно отличает от всех этих языков система владения, которая управляет памятью с помощью набора правил, применяемых компилятором во время компиляции.
Вот эти правила владения.
А теперь посмотрим, как владение уживается с функциями. Для объявленных переменных память выделяется, пока они используются. Если эти переменные передаются в качестве параметров в другую функцию, выделение перемещается или копируется к другому владельцу и используется у него.
Структуры
Аналогом этих структур в таких языках, как Java и Python, являются классы.
Вот синтаксис объявления структуры:
Каждый создаваемый экземпляр типа Car должен иметь значения для этих полей. Поэтому создадим экземпляр Car для конкретного автомобиля со значениями для brand (модели) и year (года выпуска).
Точно так же, как при определении переменных с примитивными типами, определяем переменную Car с идентификатором, на который будем ссылаться позже.
Вот как выглядит вся структура целиком:
В целом структуры отлично подходят для хранения вместе всей информации, относящейся к тому или иному типу объекта, для реализации и обращения к ней в программе.
Система сборки Rust: Cargo
Cargo — это система сборки и диспетчер пакетов Rust. Это важный инструмент для организации проектов на Rust. Здесь приводится перечень библиотек, необходимых проекту (они называются зависимостями). Он автоматически загружает любые отсутствующие зависимости и собирает программы на Rust из исходного кода.
Программы, с которыми мы имели дело до сих пор, достаточно просты, и поэтому зависимости для них не нужны. А вот при создании более сложных программ вам понадобится Cargo с возможностями инструментов, недоступных в рамках стандартной библиотеки. Cargo также используется для загрузки проектов в портфолио на GitHub, так как они хранят все части и зависимости вместе.
Если скачать Rust с официального сайта, Cargo автоматически устанавливается вместе с компилятором ( rustc ) и генератором документации ( rustdoc ) как часть набора инструментальных средств Rust. Убедиться, что Cargo установлен, помогает ввод в командной строке следующей команды:
Для создания проекта с Cargo запустите в интерфейсе командной строки операционной системы следующее:
Чтобы все это увидеть, наберите:
Продвинутые концепции для дальнейшего изучения
Несмотря на то, что многие из этих компонентов кажутся маленькими, с каждым из них можно шаг приблизиться к полному освоению Rust! Год от года Rust становится все более популярным, а это значит, что сейчас самое время обзавестись навыками для создания низкоуровневых систем будущего.