摘要：Python/ target=_blank class=infotextkey>Python 和 Rust，都是近幾年深受開(kāi)發(fā)者喜愛(ài)的編程語(yǔ)言，那么作為一個(gè)擁有十年 Python 編程經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，初次嘗試 Rust 會(huì)有怎樣的感受呢？
鏈接：https://karimjedda.com/carefully-exploring-rust/
作者 | Karim Jedda
譯者 | 彎月 責(zé)編 | 鄭麗媛
出品 | CSDN（ID：CSDNnews）
最近，我找到了一份新工作，公司最常用的編程語(yǔ)言之一是Rust。
在此之前，我使用 Python 長(zhǎng)達(dá)十年之久，主要是做數(shù)據(jù)工程的工作。但如今，我打算嘗試一下這種新的（對(duì)我來(lái)說(shuō)）編程語(yǔ)言。我經(jīng)常在不同平臺(tái)上看到各類夸贊 Rust 的文章，我想看看 Rust 是否真的不負(fù)盛名。
Rust 與 Python 有很大的不同，因此我不打算在本文中詳細(xì)說(shuō)明 Rust 的獨(dú)特之處。作為初學(xué)者，我只希望盡快上手，希望能以最短的過(guò)渡，盡快用Rust 完成工作，同時(shí)也希望評(píng)估一下我自己的學(xué)習(xí)能力。
從某種程度上來(lái)說(shuō)，我更感興趣的是 Rust 整體的使用體驗(yàn)，而不是具體的功能列表。
設(shè)置開(kāi)發(fā)環(huán)境
設(shè)置開(kāi)發(fā)環(huán)境非常簡(jiǎn)單，只需參照 Rust 網(wǎng)站提供的示例，在終端中運(yùn)行一個(gè)命令就可以了。
當(dāng)你認(rèn)為一切都已安裝并配置妥當(dāng)，此時(shí)如果想驗(yàn)證 Rust 是否已正確安裝，只需在空目錄中創(chuàng)建一個(gè)空項(xiàng)目：
接下來(lái)，在文本編輯器中打開(kāi)該文件夾。如果你是新手，我推薦 VSCode，因?yàn)槠渲械囊恍U(kuò)展很有幫助，關(guān)于如何使用這些擴(kuò)展的指南也很容易入手。我推薦 rust-analyzer 作為 VSCode 的唯一擴(kuò)展。
輸出與調(diào)試
如果想了解程序是如何運(yùn)行的，首先要做的就是通過(guò)命令行來(lái)了解程序在干什么，以及完成了什么。
此外，你還可以使用常規(guī)調(diào)試器。在 M1 上，我推薦在 Visual Studio Code 中使用 LLDB，它不僅工作良好，通常還要比在輸出結(jié)果中打印日志更為方便。
到這里為止，Rust 與 Python 其實(shí)都非常相似，只不過(guò)所有命令都是通過(guò) cargo run 運(yùn)行的，而不是調(diào)用特定文件，如 python3 somefile.py。
另外，你也可以先運(yùn)行 cargo build，然后運(yùn)行 target/debug/tutorial 中的文件，得到的結(jié)果是相同的。接下來(lái)，如果將生成的文件復(fù)制到另一個(gè)位置或另一臺(tái)類似的機(jī)器上，也可以正常工作，且無(wú)需安裝任何與 Rust 相關(guān)的東西。
錯(cuò)誤處理
不得不承認(rèn)，編程中總會(huì)遇到一些意外，能夠以可預(yù)測(cè)的方式處理這些意外非常重要。編程中的一大挑戰(zhàn)就是很難考慮到程序中所有可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，因?yàn)橹灰獙?xiě)代碼就可能會(huì)出錯(cuò)。
“每個(gè)人都知道調(diào)試比編寫(xiě)程序要難一倍。所以，如果你在代碼編寫(xiě)代碼時(shí)就用盡了聰明才智，又如何調(diào)試呢？”
—— Brian W. Kernighan
在 Python 中，通常我們通過(guò) try/except 方法來(lái)拋異常，并完成錯(cuò)誤處理。我們運(yùn)行一段代碼，如果出錯(cuò)，則通過(guò)條件來(lái)捕捉異常，如果所有條件都不匹配，則將其放入一個(gè)通用的異常中。異常有各種不同的類別，Python 允許你在包中調(diào)用不存在的函數(shù)，并在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生異常，但在 Rust 中這樣做甚至無(wú)法通過(guò)編譯——Rust 不允許在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)任何奇怪的錯(cuò)誤，從而消除了一大類不太容易預(yù)測(cè)的錯(cuò)誤。
下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明 Rust 的這種方法，同時(shí)我會(huì)用 Python 的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行解釋。
在上面的代碼中，我們創(chuàng)建了一個(gè)自定義的異常，在 do_something 函數(shù)中拋出，而 main 函數(shù)會(huì)檢查該異常。上面的代碼跟 try/exept 基本上一樣，只不過(guò)多了一些樣板代碼（ 這些樣板代碼是必須的，但以我現(xiàn)在的水平有點(diǎn)難以理解） 。
你也許會(huì)說(shuō)“肯定有更好的辦法”，特別是如果你有很多 Python 經(jīng)驗(yàn)的話，的確如此，我們將不得不使用包。。
使用外部包
與其他行業(yè)相比，編程的最大優(yōu)勢(shì)就是可以使用別人構(gòu)建的東西。如果你計(jì)劃在程序中進(jìn)行錯(cuò)誤處理，那么有一個(gè)很好用的包 thiserror。Rust 的包管理器是 cargo。
Rust 中的包叫做 crate。安裝方法為編輯目錄下的 Cargo.toml 文件。在本例中，我們?cè)?[dependencies] 后面添加 thiserror = "1.0" 就可以了。
然后可以像下面這樣重寫(xiě)之前的代碼：
現(xiàn)在代碼看起來(lái)很正常。與一切從頭開(kāi)始相比，我更喜歡這種做法。
我花了四五年時(shí)間才找到用 Python 編程的樂(lè)趣，所以我也愿意多花些時(shí)間來(lái)探索 Rust 的高級(jí)功能。Rust 有許多錯(cuò)誤處理的方法，而我喜歡更簡(jiǎn)單的方法。
我有意略過(guò)了一些簡(jiǎn)單的概念，比如“什么是 enum？” “pub 是什么意思？” “那些#標(biāo)記是什么”等，因?yàn)槟阒恍柽\(yùn)行一下代碼就能明白它們的意思。
一切看起來(lái)都還不錯(cuò)。那么，測(cè)試方面又如何呢？
編寫(xiě)測(cè)試
測(cè)試應(yīng)該從單元測(cè)試和集成測(cè)試兩個(gè)級(jí)別上著手。實(shí)現(xiàn)方法有好幾種，雖然你可以把測(cè)試代碼和 Rust 代碼放在同一個(gè)文件中（這也是官方指南的推薦），但我還是希望用一個(gè)單獨(dú)的文件夾來(lái)組織所有測(cè)試代碼，這樣可以減少閱讀代碼時(shí)的負(fù)擔(dān)，也可以減少編輯文件時(shí)占用的屏幕面積。而且說(shuō)實(shí)話，在編寫(xiě)測(cè)試和編寫(xiě)代碼時(shí)，我的心情是不一樣的。
方法之一如下：
然后可以用 cargo test 運(yùn)行測(cè)試，結(jié)果如下：
還有許多值得展開(kāi)講的地方，但為了避免過(guò)于復(fù)雜，我們點(diǎn)到為止，這算是“帕累托最優(yōu)”（又稱80/20法則）。這讓我想起了 pytest，一個(gè)能即刻提高舒適度的工具。
讀取文件、運(yùn)行一些代碼并寫(xiě)入另一個(gè)文件
以上，我們討論了一些最基本的問(wèn)題：輸出，調(diào)試，使用外部包，以及測(cè)試。下面，我們來(lái)做一些更有效率的事情：我們可以寫(xiě)一個(gè)程序來(lái)處理本地文件。下面的例子將會(huì)讀取 CSV 文件，計(jì)算一些數(shù)值，然后將輸出結(jié)果。
為了實(shí)現(xiàn)該程序，我們需要在 Cargo.toml 中添加以下兩行設(shè)置：
- csv="1.1"
- serde={version="1", features=["derive"]}
你可以猜猜 main 函數(shù)應(yīng)該怎樣寫(xiě)。
當(dāng)然，這個(gè)程序還可以實(shí)現(xiàn)更多功能。如果你有一個(gè)非常復(fù)雜的 CSV 文件，則可以在 Rust 中調(diào)用 pandsa（pola.rs）來(lái)處理數(shù)據(jù)。我還需要進(jìn)一步研究，不過(guò)似乎這種處理方法非常強(qiáng)大且高效。
我認(rèn)為，與 Python 相比，Rust的 CSV 處理能力不相上下，除了它能自動(dòng)反序列化之外。
最后，我們還可以添加一些測(cè)試，此處不再贅述。
發(fā)送 HTTP 請(qǐng)求
下面，我們來(lái)嘗試發(fā)送基本的 HTTP 請(qǐng)求并處理結(jié)果。現(xiàn)在的絕大多數(shù)請(qǐng)求都需要處理 JSON。
在 Cargo.toml 中添加如下幾行代碼：
這樣就可以了，現(xiàn)在可以從 API 請(qǐng)求數(shù)據(jù)了。結(jié)合使用上面兩個(gè)方法，我們可以獲取數(shù)據(jù)，用 pola.rs 進(jìn)行分析，然后將結(jié)果寫(xiě)入 CSV 文件中，同時(shí)保證內(nèi)存安全。還記得 Python 需要循環(huán)才能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)嗎？在這方面 Rust 做得很好。
我相信，Rust 的生態(tài)系統(tǒng)會(huì)越來(lái)越大，以覆蓋更多的用例，以后利用已有的 crate 實(shí)現(xiàn)這一切會(huì)易如反掌。
使用 SQLite
雖然在這篇文章中提到 SQLite 似乎有些奇怪，但我開(kāi)發(fā)過(guò)的程序經(jīng)常用到 SQLite。我很喜歡 SQLite，因?yàn)樗强梢浦驳模浅Ｓ行В也恍枰魏尉S護(hù)。
用 Python 操作 SQLite 的問(wèn)題永遠(yuǎn)是要不要使用 ORM。請(qǐng)不要誤會(huì)，SQLAlchemy 非常優(yōu)秀，但在進(jìn)行非常小的操作時(shí)，用它就像殺雞用牛刀了。而且 SQLAlchemy 帶來(lái)的復(fù)雜性使它不適合小型嵌入式設(shè)備。
反之， Rust 可以在這方面大放異彩，網(wǎng)上有很多如何利用Rust操作 SQLite 的例子，我認(rèn)為都非常不錯(cuò)。
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，別忘了在 Cargo.toml 中添加下面這行代碼：
該例子來(lái)自 rusqlite crate。當(dāng)然，這只是冰山一角。但組合以上幾種方法，就可以實(shí)現(xiàn)許多很有用的功能了。
總結(jié)
綜合考慮，Rust 是一個(gè)非常優(yōu)秀的語(yǔ)言，有許多優(yōu)秀的包，非常感謝發(fā)明這門(mén)語(yǔ)言并為之努力貢獻(xiàn)的開(kāi)發(fā)者們。雖然這篇文章只是對(duì) Rust 做了初步的探索，但我希望拋磚引玉，讓初學(xué)者產(chǎn)生學(xué)習(xí) Rust 的興趣。
初次使用某種編程語(yǔ)言時(shí)，重點(diǎn)在于弄清楚語(yǔ)言本身能實(shí)現(xiàn)哪些功能，而不是背誦一篇完整的術(shù)語(yǔ)表。你不需要去理解 borrowing、繼承或 traits 的具體含義，而應(yīng)該跟隨些入門(mén)文章按部就班地做一遍。
從無(wú)到有的難度遠(yuǎn)大于從一到十。
