Rust 是什麼？為什麼 Python 開發者應該學習 Rust？

在技術日新月異的今天，程式語言層出不窮，可能很多人還沒完全掌握某個語言，新的又來了。Rust，這個近幾年來相當火紅的語言，對於習慣用 Python 的開發者來說，可能還有點陌生，也許你會想：「我都用 Python 用得這麼順手了，為什麼還要學 Rust 呢？」

事實上，Rust 的出現解決了很多 C/C++ 這類傳統語言的難題，特別是在效能和記憶體管理上，而這些往往是 Python 的弱點。因此，對於 Python 開發者來說，學習 Rust 其實是一個很值得嘗試的方向，既能補足原有技術堆疊的不足，又能在效能上讓你的應用程序有大幅提升。

為什麼 Rust 這麼受歡迎？

根據 Stack Overflow 的年度開發者調查，Rust 已經連續好幾年被評為「最受歡迎的程式語言」。很多開發者一旦開始用 Rust，就停不下來了，覺得這語言很讓人「上癮」。而對 Python 開發者來說，這絕對是值得關注的一點。

讓我們來看看，Rust 究竟有什麼特點，以及為什麼你應該考慮學習它。

Rust 是什麼？

Rust 由 Mozilla 開發，於 2010 年首次亮相，2015 年推出了正式版。它的設計目標非常明確：安全、高效、能夠處理並行運算。Rust 提供了像 C/C++ 那樣的效能，同時用它獨特的方式來自動管理記憶體，避免掉很多低階語言常見的「坑」，像是記憶體洩漏、程式崩潰等問題。

Rust 的核心特點

1. 記憶體安全
   Rust 有個很酷的特性叫「所有權系統」，說白了就是它能自動幫你管理記憶體，確保程式運行時不會有奇怪的錯誤。在 C/C++ 這些低階語言中，開發者經常要小心翼翼地手動管理記憶體，很容易踩坑，而 Rust 幫你把這些坑全填上了，讓程式更穩定、安全。

   根據 Mozilla 的調查，Rust 的記憶體管理機制減少了多達 70% 的洩漏問題，這對任何需要高效能和高可靠性的系統來說，都是一大優勢。

2. 高效能
   Rust 在效能上可不輸給 C/C++，這讓它成為需要極致效能場景的首選，像是遊戲開發、系統程式設計甚至嵌入式開發。根據 TechEmpower 的測試，Rust 的 Web 框架如 Actix 能在每秒處理 2,000,000 次請求，而 Python 的 Flask 每秒只能處理 50,000 次，這效能差異可是 40 倍。

3. 零成本抽象
   如果你是個開發者，應該會喜歡 Rust 的「零成本抽象」這個概念。也就是說，雖然 Rust 支援很多高階的語法抽象，但這些抽象不會拖慢你的程式。你可以用很簡潔的語法寫出功能強大的程式碼，同時還享有近乎 C 語言的效能，這讓開發過程更順暢。

4. 並發編程
   現在多線程和併發運算是越來越多開發者會遇到的需求，而 Rust 原生支援這些功能，還能保證沒有「數據競爭」這類棘手的錯誤。Rust 的設計確保你在寫多線程程式時，能防止很多讓人頭疼的問題，讓並發變得簡單多了。

5. 活躍的社群
   Rust 的社群非常活躍，工具和生態系統也不斷發展。Rust 自帶的工具 Cargo，幫你輕鬆管理套件、編譯程式、進行測試甚至發佈應用程式，讓開發過程變得異常順手。

為什麼 Python 開發者應該學習 Rust？

Python 的好處大家都知道，特別是在資料科學、人工智慧、Web 開發等領域，但是它的缺點也很明顯，比如運行速度慢、記憶體管理不靈活等等。而這些剛好是 Rust 能補足的地方。

1. 提升效能

Python 雖然開發效率高，但執行速度就不那麼快了，尤其是當處理大量資料時，速度差距會更明顯。這時候，Rust 就能派上用場了，你可以用 Rust 寫出效能關鍵的部分，並透過 Python FFI 與 Python 整合，既能保持 Python 的靈活性，又能加速應用的核心運算。

舉例

如果你有一個用 Python 開發的數據分析應用，隨著數據量越來越大，執行速度變得越來越慢。這時，你可以用 Rust 重寫數據處理部分，然後把它跟 Python 整合起來，這樣既可以提升效能，又不用完全捨棄原有的 Python 生態。

2. 安全與性能優化

Python 自帶的記憶體管理機制讓開發變得簡單，但當你處理大量物件或者多線程時，這個機制有時會變成效能瓶頸。Rust 則用它的所有權系統來管理記憶體，這個系統可以在不需要手動操作的情況下，讓程式在釋放上更有效率，避免記憶體洩漏問題。

3. 擴展技能組合

掌握 Rust 不僅能讓你在高效能應用中脫穎而出，也能擴展你的技能組合，提升市場競爭力。隨著系統程式設計、嵌入式開發等領域對 Rust 的需求增長，學會 Rust 可以開啟更多的就業機會。而且，Rust 與 Python 是很好的搭檔，你可以選擇最適合的語言解決不同問題，成為一名更加靈活的全方位開發者。

4. WebAssembly 與前端應用

你可能已經聽過 WebAssembly（Wasm），這個技術可以讓高效能的程式語言（如 Rust）在瀏覽器中運行，開發出效能更強的 Web 應用。Rust 對 WebAssembly 的支援非常出色，讓你能將高效能程式碼運行於瀏覽器中，這對於全棧開發者來說非常有吸引力。

舉例

你可以用 Python 寫後端 API，然後用 Rust + WebAssembly 來處理前端運算邏輯，這樣既能保持後端的靈活性，又能在前端實現高效能的用戶體驗。

5. 開發高效能 Web 服務

Python 的 Web 框架如 Django 和 Flask 是很多開發者的心頭好，但當你需要處理極高流量的服務時，Rust 的 Web 框架如 Actix 和 Rocket 可以提供更高的效能和更低的延遲。

舉例

如果你在開發一個處理大量請求的 Web 應用，使用 Rust 的 Actix 框架可以顯著提升效能。你可以把核心的高效能部分交給 Rust 處理，而 Python 負責處理業務邏輯，兩者相得益彰。

結論

Rust 是一門現代、高效且安全的程式語言，它不僅能補足 Python 的不足，尤其在效能和記憶體管理方面表現突出，還能開啟更多高效能應用場景。對於 Python 開發者來說，學習 Rust 可以讓你在不同領域中更加靈活，Rust 和 Python 之間的互補性也讓這兩門語言成為完美搭檔，讓你在開發上如虎添翼。