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Alexandra Mendes

05. Februar 2024

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Rust vs C++: Welches sollten Sie für Ihr Projekt wählen?

Bei der Entwicklung von Softwareanwendungen wählen Sie richtige Programmiersprache ist entscheidend. Zwei beliebte Programmiersprachen, die häufig verglichen werden, sind Rust und C++. Beide Sprachen bieten hohe Leistung, Kontrolle über die Speicherverwaltung und einfache Systemprogrammierfunktionen. Was sollten Sie also wählen?

In diesem umfassenden Artikel werden wir uns eingehend damit befassen Rust gegen C++ um Ihnen zu helfen, eine fundierte Entscheidung zu treffen.

Lesen Sie also weiter, um herauszufinden, welches für Ihr nächstes Projekt am besten geeignet ist.

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Was ist Rust?

Rost ist eine Systemprogrammiersprache, die versucht, die Leistung von C und C++ bereitzustellen und gleichzeitig Speicher- und Thread-Sicherheit zu integrieren. Mozilla hat sie entworfen und 2010 auf den Markt gebracht. Die erste stabile Version wurde 2015 veröffentlicht.

Rust unterstützt auch funktionale und prozedurale Programmiermethoden und bietet eine leicht zu erlernende und verständliche Syntax. Rusts Paketmanager, Cargo, bietet einen zentralen Mechanismus für die Verwaltung von Abhängigkeiten und die Erstellung von Projekten.

Seitdem hat sich Rust in der Programmierwelt einen Namen gemacht, insbesondere in den Bereichen Systemprogrammierung, Webentwicklung, Netzwerke und Cloud Computing.

Die Vorteile von Rust

  • Speichersicherheitsgarantien verhindern häufige Fehler wie Nullzeiger-Dereferenzierungen und Pufferüberläufe
  • Das Eigentümerkonzept sorgt für eine ordnungsgemäße Speicherverwaltung
  • Der Borrowing- und Lifetimes-Mechanismus sorgt für Thread-Sicherheit und verhindert Datenrennen
  • Die leistungsstarke Codeproduktion ist häufig mit C++ vergleichbar oder in einigen Fällen schneller
  • Die moderne und ausdrucksstarke Syntax ermöglicht eine einfachere Codeerstellung und Wartung.

Nachteile von Rust

  • Relativ junge Sprache mit einem kleineren Ökosystem als etablierte Sprachen wie C++ oder Java
  • Das Auffinden bestimmter Bibliotheken und Tools kann eine Herausforderung sein
  • Die Syntax kann für Entwickler aus anderen Sprachen komplex sein
  • Die Betonung der Leistung kann zu komplexerem Code führen als in anderen Sprachen, was das Lesen und Verstehen erschwert.
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Was ist C++?

C ++ ist eine beliebte Hochleistungsprogrammiersprache, insbesondere in den Bereichen Spieleerstellung, Systemprogrammierung und wissenschaftliches Rechnen. Es handelt sich um eine C-Programmiersprachenerweiterung mit Funktionen zur objektorientierten Programmierung, generischen Programmierung und Ausnahmeverwaltung. Bjarne Stroustrup entwarf es in den 1980er Jahren als Allzweck-Computersprache.

Die Vorteile von C++

  • Leistungsstarke Sprache, geeignet für Anwendungen wie Game-Engines und wissenschaftliche Simulationen
  • Unterstützt direkte Speichermanipulation und Zugriff auf Systemressourcen
  • Portabilität ermöglicht die Ausführung von Code auf mehreren Betriebssystemen und Hardwarearchitekturen
  • Eine riesige und aktive Community, die umfassende Bibliotheken und Tools bereitstellt
  • Vielseitige Sprache, die mehrere Programmierparadigmen für mehrere Anwendungen unterstützt.

Nachteile von C++

  • Eine breite Bibliothek und ein breites Toolset können für einige Entwickler überwältigend sein
  • Die Komplexität der Sprache kann für Neuankömmlinge einschüchternd sein
  • Die Speicherverwaltung kann fehleranfällig sein und zu Schwierigkeiten wie Speicherlecks und hängenden Zeigern führen
  • Es fehlen integrierte Parallelitätsfunktionen, was die Entwicklung gleichzeitiger Programme erschwert.

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Aufführung

Die Leistung ist ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl einer Programmiersprache. Rust und C++ sind berühmt für ihre Geschwindigkeit, aber wie vergleichen sie sich?

Vergleich der Leistung von Rust und C++

Im Allgemeinen ist die Leistung von Rust und C++ gleichwertig. Beide Sprachen sind kompiliert und bieten direkten Speicherzugriff und eine Steuerung der Systemressourcen auf niedriger Ebene. Das Eigentumsmodell und das Ausleihsystem von Rust ermöglichen Speicher- und Thread-Sicherheit, ohne dass ein Garbage-Collector erforderlich ist, was zu einer schnelleren und vorhersehbareren Leistung führt. Die umfangreichere Bibliotheksunterstützung von C++ kann manchmal effizienteren Code erzeugen als Rust.

Benchmarking der beiden Technologien

In mehreren Benchmarks wurde die Leistung von Rust und C++ in verschiedenen Nutzungssituationen verglichen. Das Benchmark-Spiel für Computersprachen ist ein wichtiger Benchmark, der die Leistung von Computersprachen bei verschiedenen Aufgaben wie numerischen Algorithmen, Datei-I/O und Zeichenkettenmanipulation analysiert.

In den meisten Fällen C ++ übertrifft Rust in diesem Benchmark. Andererseits übertrifft Rust C++ in einigen Tests, z. B. bei Binärbäumen, bei denen Rust mehr als doppelt so schnell ist wie C++.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Benchmark-Ergebnisse je nach Anwendungsfall, verwendeter Hardware und verwendetem Compiler variieren können. Um zu beurteilen, welche Sprache für ihre Zwecke geeignet ist, sollten Entwickler ihre Leistungsanforderungen berücksichtigen und ihren Code in ihrem spezifischen Anwendungsfall vergleichen.

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Speicherverwaltung

Speichermanagement ist in Programmiersprachen von entscheidender Bedeutung, da es sich auf Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit auswirkt. Die Speicherverwaltungsalgorithmen in Rust und C++ unterscheiden sich, was sich auf ihre Anwendbarkeit für verschiedene Anwendungen auswirkt.

Rust-Speicherverwaltung

Rust verwendet eine neuartige Methode der Speicherverwaltung, bekannt als Besitz und borgen. Diese Technik garantiert die Speichersicherheit bei der Kompilierung, sodass zur Laufzeit kein Garbage Collector erforderlich ist.

Der Besitzmechanismus stellt sicher, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine Variable Schreibzugriff auf einen Teil des Speichers hat, wodurch Datenrennen und Speicherbeschädigungen vermieden werden. Der Borrowning-Mechanismus ermöglicht mehrere schreibgeschützte Verweise auf dasselbe Speicherelement, wodurch die Speichereffizienz verbessert wird.

C++-Speicherverwaltung

Manuelles Speichermanagement wird in C++ verwendetund gibt Entwicklern auf niedriger Ebene die Kontrolle über die Speicherzuweisung und -freigabe. Diese Methode ist flexibel und kann zu effizientem Code führen. Die manuelle Speicherverwaltung kann dagegen zu Problemen wie Speicherlecks, hängenden Zeigern und Pufferüberläufen führen. Dies kann schwierig zu debuggen sein und die Sicherheit gefährden.

Vergleich der Speicherverwaltung in Rust und C++

Obwohl Rust und C++ direkten Speicherzugriff unterstützen, gewährleistet das Eigentums- und Ausleihschema von Rust die Speichersicherheit, ohne an Effizienz zu verlieren. Manuelles Speichermanagement in C++ kann zu effizientem Code führen, erfordert jedoch eine sorgfältige Verwaltung, um Probleme zu vermeiden. Die Speicherverwaltung von Rust kann auch das Schreiben gleichzeitiger Programme erleichtern, da sie die Thread-Sicherheit gewährleistet, ohne Sperren oder Mutexe zu verwenden.

Insgesamt bietet das Speichermanagement von Rust eine einzigartige Methode, die Effizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit in Einklang bringt, was es zu einer attraktiven Alternative für Entwickler macht, die nach einer speicherintensiven Sprache suchen. Die manuelle Speicherverwaltung in C++ kann jedoch für einige Anwendungen immer noch eine praktikable Wahl sein, insbesondere für solche, die eine detaillierte Kontrolle über die Speicherzuweisung erfordern.

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Die Lernkurve und Syntax

Die Syntax und die Lernkurve sind Schlüsselelemente bei der Auswahl einer Programmiersprache. Entwickler müssen prüfen, wie einfach eine Sprache zu erlernen ist und wie gut sie mit ihrer Syntax umgehen können.

Rust-Syntax

Die Syntax von Rust ähnelt der von C++ und anderen C-ähnlichen Sprachen, wobei geschweifte Klammern Codeblöcke und Semikolons Anweisungsenden bezeichnen. Rust hingegen weist verschiedene einzigartige Merkmale auf, wie etwa sein Eigentums- und Ausleihsystem, dessen vollständige Erfassung einige Zeit in Anspruch nehmen kann.

C++-Syntax

Die Syntax von C++ ähnelt der von C, wobei geschweifte Klammern Codeblöcke und Semikolons das Ende von Anweisungen bezeichnen. C++ hingegen enthält einige einzigartige Funktionen wie Vorlagen und das Überladen von Operatoren, deren vollständige Beherrschung einige Zeit in Anspruch nehmen kann.

Syntax vergleichen

Insgesamt hat jede Sprache ihre eigenen Funktionen und Besonderheiten, die Entwickler verstehen müssen. Obwohl Rust und C++ eine vergleichende Syntax haben, könnte es schwierig sein, die Eigentums- und Kreditstruktur von Rust zu verstehen. Aber auch das Überladen von Vorlagen und Operatoren in C++ kann schwierig sein.

Hier ist ein Beispielcodeausschnitt, der einige der wichtigsten Unterschiede zwischen Rust und C++ zeigt:

Rostcode:


C++-Code:


Dieser Code zeigt die Hauptunterschiede zwischen den Sprachen:

  • Geben Sie Anmerkungen ein: Rust verlangt, dass Variablen explizit mit ihrem Typ annotiert werden, während C++ Typinferenz basierend auf ihren Initialisierern verwendet.
  • Speichersicherheit: Das Eigentumsmodell von Rust verhindert Datenrennen und Nullzeiger-Dereferenzierung bei der Kompilierung, während die manuelle Speicherverwaltung von C++ zu hängenden Zeigern und Pufferüberläufen führen kann.
  • Behandlung von Fehlern: Rust verwendet Ergebnistypen und Match, während C++ Ausnahmen und Try-Catch-Blöcke verwendet.
  • Syntax: Mustervergleich und Closures machen die Syntax von Rust kompakter und ausdrucksvoller als C++.

Rusts Lernkurve

Aufgrund seines Eigentums- und Kreditsystems hat Rust eine steile Lernkurve. Entwickler müssen das Eigentümerkonzept und das Ausleihsystem verstehen, um sicheren und effizienten Code in Rust zu entwerfen. Rust hingegen kann eine mächtige und effiziente Sprache sein, sobald Entwickler diese Begriffe verstanden haben.

C++-Lernkurve

Aufgrund seiner geringen Kontrolle über Systemressourcen und der manuellen Speicherverwaltung hat C++ auch eine steile Lernkurve. Um effizienten und sicheren C++-Code zu entwerfen, Entwickler müssen Zeiger, Speicherzuweisung und Freigabe verstehen.

Lernkurven vergleichen

Die Lernkurven für Rust und C++ sind beide steil, aber aus unterschiedlichen Gründen. Der Eigentums- und Kreditmechanismus von Rust kann schwer zu verstehen sein, wohingegen C++ auf niedriger Ebene die Kontrolle über Systemressourcen überwältigend sein kann. Sobald sich Entwickler jedoch mit den Sprachen vertraut gemacht haben, können sie robuste und effiziente Entwicklungswerkzeuge sein. Bei der Entscheidung zwischen Rust und C++ sollten Entwickler ihre Anforderungen und Erfahrungen evaluieren.

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Einfache Entwicklung und Debugging

Bei der Entscheidung zwischen Rust und C++ sollten Entwickler ihre Entwicklungs- und Debugging-Erfahrungen evaluieren. Die Einfachheit der Entwicklung und des Debuggens kann die Produktivität und Effizienz des Entwicklungsprozesses erheblich beeinflussen.

Erfahrung in der Rust-Entwicklung

Rust verfügt über eine leistungsstarke Toolchain, die einen Paketmanager (Cargo) und ein Build-System umfasst, sodass Abhängigkeiten einfach verwaltet und Projekte erstellt werden können. Rust legt auch großen Wert auf das Fehlermanagement und bietet Entwicklern nützliche Fehlermeldungen. Die Rust-Community ist lebendig und unterstützend und bietet viele Ressourcen, aus denen Entwickler lernen und Unterstützung suchen können.

Erfahrung in der C++-Entwicklung

C++ hat auch eine starke Toolchain, die mehrere beliebte IDEs, Compiler und Bausysteme umfasst. Die Verwaltung von Abhängigkeiten kann jedoch komplexer sein als in Rust. Die untergeordnete Kontrolle der Sprache über die Systemressourcen könnte die Entwicklung erschweren.

Erfahrung mit dem Debuggen von Rust

Rust verfügt über eine einzigartige Funktion namens „Borrow Checker“, die viele häufig auftretende Speicherprobleme bei der Erstellung erkennen kann, wodurch fehlerfreie Programme einfacher zu entwickeln sind. Rust enthält auch viele Debugging-Tools, wie das Rust-Debugger (rust-gdb) und die Rust-Sprachserver, um Entwicklern beim Debuggen ihres Codes zu helfen.

Erfahrung mit C++-Debugging

Zu den Debugging-Tools für C++ gehören GNU-Debugger (GDB) und die Visual Studio-Debugger. Da speicherbezogene Probleme in C++ jedoch schwieriger zu erkennen sind, kann das Debuggen komplexer sein als in Rust.

Vergleich von Entwicklungs- und Debugging-Erfahrungen

Rust und C++ verfügen über leistungsstarke Toolchains und Debugging-Tools. Rusts Betonung der Fehlerbehandlung und der Überprüfung von Krediten könnte jedoch das Schreiben von fehlerfreiem Code erleichtern. Der Paketmanager und das Build-System von Rust können das Abhängigkeitsmanagement einfacher machen als C++. C++ hingegen hat eine größere Entwicklergemeinde, und viele beliebte Bibliotheken und Frameworks werden in C++ entwickelt, was den Zugriff auf Ressourcen und Problemlösungen erleichtert. Schließlich wird die Wahl zwischen Rust und C++ von den Anforderungen des Projekts sowie dem Fachwissen und den Vorlieben der Entwickler abhängen.

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Community und Support

Bei der Auswahl einer Programmiersprache ist es wichtig, die Community und den Support zu berücksichtigen. Die Verfügbarkeit von Ressourcen, die Größe der Entwickler-Community und der Grad der Unterstützung können die Geschwindigkeit und Effizienz des Entwicklungsprozesses erheblich beeinflussen.

Überblick über die Rust-Community und den Support

Rust hat eine sich schnell entwickelnde Entwicklungsgemeinschaft, die sowohl Branchenexperten als auch Enthusiasten umfasst. Das Gemeinde Rust ist bekannt für seine Freundlichkeit, Unterstützung und Aktivität. Die offizielle Dokumentation für Rust ist umfangreich und gut geschrieben. Es gibt verschiedene Online-Foren und Chatrooms, in denen Entwickler Unterstützung suchen und ihre Erfahrungen diskutieren können. Bibliotheken und Frameworks von Drittanbietern können dank des Paketmanagers (Cargo) von Rust ebenfalls leicht gefunden und verwendet werden.

Überblick über die C++-Community und den Support

C++ gibt es schon seit Jahrzehnten und es hat eine blühende Entwickler-Community. C++ hat viele weit verbreitete und unterstützte Bibliotheken und Frameworks, wie Boost und Qt. Es gibt mehrere C++-spezifische Online-Foren, Diskussionsforen und zahlreiche Bücher und Online-Ressourcen, aus denen Entwickler lernen können.

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Anwendungsfälle

Die endgültige Entscheidung zwischen Rust und C++ wird von den spezifischen Anforderungen des Projekts und den Präferenzen der Entwickler bestimmt. Beide Sprachen haben Vor- und Nachteile, und jede dieser Sprachen eignet sich hervorragend für spezifische Nutzungsszenarien.

Rust-Anwendungen

Rust ist eine Programmiersprache für Systeme, die Speichersicherheit, Parallelität und Geschwindigkeit bietet. Aufgrund der Speichersicherheitsfunktionen von Rust ist es eine beliebte Wahl für die Entwicklung sicherheitskritischer Systeme wie autonomer Fahrzeuge, medizinischer Geräte und Luft- und Raumfahrtanwendungen. Es ist eine gute Wahl für die Erstellung leistungsstarker, zuverlässiger Programme wie Betriebssysteme, Webserver und Browser-Engines.

Aufgrund seiner Geschwindigkeit und Speichereffizienz eignet sich Rust ideal für die Erstellung von Hochleistungsanwendungen wie Game-Engines und Algorithmen für maschinelles Lernen. Rocket, das Web-Framework von Rust, wird auch bei Entwicklern für die Entwicklung von Web-Apps immer beliebter.

Unternehmen, die Rust verwenden: Figma, Zwietracht, und Coursera.

C++-Anwendungen

C++ ist eine ausgeklügelte und anpassungsfähige Programmiersprache, die in verschiedenen Anwendungen verwendet wird, von der Systemsoftware bis zur Spieleerstellung. C++ ist bekannt für seine hervorragende Leistung. Es wird häufig in Anwendungen verwendet, die eine schnelle Ausführung erfordern, z. B. in Echtzeitsystemen, 3D-Grafiken und wissenschaftlichen Berechnungen.

C++ ist eine beliebte Programmiersprache für die Erstellung von Betriebssystemen, Compilern und Datenbanksystemen. Die objektorientierten Programmierfunktionen von C++ machen es ideal für die Erstellung komplexer Softwareanwendungen wie Unternehmens- und Finanzsysteme.

Unternehmen, die C++ verwenden: Adobe, Microsoft, und Apple.

Alexandra Mendes
Alexandra Mendes

Inhaltsautor mit großer Neugier auf die Auswirkungen der Technologie auf die Gesellschaft. Immer umgeben von Büchern und Musik.

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