在系统编程不断发展的领域中，Zig和Rust两种语言因其独特的方法和能力而脱颖而出。 两者都提供引人注目的功能，但面向不同的需求和偏好。 本文深入详细比较了Zig和Rust，突出它们的优势、用例和主要差异。
Zig: 注重简单性和控制
简单性和可读性：Zig的简单语法，类似于C，强调可读性和易于维护。 其设计避免了隐藏的控制流和内存分配，使代码透明且易于理解。
- 性能：Zig被设计为高性能，并提供对底层细节的高度控制。
- 编译时执行：Zig强调在编译时执行，从而减少运行时开销并优化性能。
- 控制和底层能力：作为系统编程的理想选择，Zig在需要直接管理系统资源的场景中表现出色。
- 内存安全：Zig通过编译时检查和显式错误处理来实现内存安全，依赖程序员进行手动内存管理。
与Rust、C、C++一样，Zig不使用垃圾收集器。为了实现像Rust那样的内存安全，Zig提供促进内存安全的机制，
例如：
- 严格的编译时检查
- 用于处理可能为
null值的可选类型 - 带有
Error类型的显式错误处理 - 具有内建分配器的增强型内存分配
- 互操作性：Zig具有出色的C互操作性，可以直接使用C库而无需包装器。
- 错误处理：Zig使用错误类型、错误联合和延迟语句进行错误处理。
- 社区和生态系统：作为相对较新的语言，Zig的社区和生态系统较小，但正在不断发展。
- 元编程能力：Zig的编译时元编程通过减少样板代码的需求和启用代码优化，提高了代码的灵活性和生产力。
- 用例：Zig的简单性和直接的C互操作性使其在嵌入C项目或进行低级系统编程， 需要控制和清晰度至关重要的情况下特别有优势。 例如，在构建操作系统、设备驱动程序和嵌入式系统的系统编程中非常理想。 它还在命令行工具中很有用，用于创建高效快速的命令行界面，构建系统脚本或优化现有工具的性能。 Zig以其元编程能力和对简单性的关注而闻名，Bun是一个在Zig中开发的JavaScript运行时环境的著名示例。
Rust: 安全、并发和高性能
- 无垃圾收集的内存安全：Rust的所有权和借用规则确保 内存安全，消除了垃圾收集器的需求。
- 并发和并行性：内置对安全有效多线程的支持使Rust成为需要并发的应用程序的理想选择。
- 编译时间：Rust的安全措施可能导致比其他语言更长的编译时间。为了在运行时防止问题，它在编译时检查代码。
- 互操作性：Rust依赖于外部函数接口（FFI）和类似的倡议，使其能够与C和C++集成。
- 社区和生态系统：Rust拥有强大的工具和库生态系统。其包管理器Cargo显着简化了依赖管理和与外部库的集成。
- 错误处理：Rust的Result和Option类型增加了错误处理的表达性，提高了代码的可靠性和可读性。
- 跨平台兼容性和零成本抽象：Rust提倡跨平台开发。Rust通过将所有代码编译成机器指令，没有解释器或垃圾收集器，实现零成本抽象。这样，Rust确保任何抽象都不会带来额外的运行时成本。
- 用例：Rust的先进并发特性在Web服务器和数据库系统中得到有效利用，其中安全有效地管理多个线程至关重要。其所有权模型确保线程安全，使其成为高性能并发应用程序的强大选择，例如Servo浏览器引擎或TiKV分布式键值存储。
- 尽管像任何语言一样，Rust有其优点和缺点，但它仍然是开发人员中的热门选择。在2023年Stack Overflow开发人员调查中，Rust第8年蝉联“最受欢迎和令人敬佩的编程语言”的榜首，超过80%的受访者表示他们明年仍然想要使用它。
- 在系统编程中，Rust用于构建操作系统、设备驱动程序和嵌入式系统等任务。
- 后端和前端Web开发人员也使用Rust与流行的框架（如Rocket或Actix）进行后端开发，以及使用WebAssembly或Tauri进行前端开发。
- Rust还用于网络和网络服 务，例如网络协议、代理、负载均衡器、VPN软件等。
Rust vs. Zig: 性能
客观地说，在Rust和Zig之间没有更高性能的语言。Rust在特定应用中可能优于Zig，而Zig在其他应用中可能优于Rust。
让我们仔细检查每种语言和编译器基准的比较中的性能：
此基准项目包含用几种编程语言编写的同时运行的程序。 它们的运行结果然后被测量并以表格形式呈现，供您查看每种编程语言在任务中的性能如何。
在上图中，我们有使用Rust和Zig编写的mandelbrot和nbody程序。比较表中的测量结果从性能更好到性能较差进行排列。
您会注意到，在某些情况下，Zig的性能优于Rust，在其他情况下，Rust的性能优于Zig。 两者都是高性能的语言，因此在项目中选择任何一种选项都应该能够满足您的需求。
结论：为工作选择合适的工具
- 用例适应性：如果您的项目需要在内存安全和并发方面提供强大的保证，Rust可能是更好的选择。对于更注重C互操作性和简单性的项目，Zig可能更合适。
- 社区和支持：Rust更大的生态系统可能是需要广泛的外部库和社区支持的项目的决定性因素。
- 学习曲线：由于其类似于C的语法，Zig可能在初期更容易掌握，而Rust的学习曲线可能会因其强大的安全功能和并发支持而得到证明，具体取决于项目需求。
- 性能优化：Zig和Rust都以高度优化的代码、手动内存管理、直接CPU访问和编译时评估而闻名。
- 低级控制：两者都提供对系统资源的更多控制，使它们成为低级任务和系统编程的理想选择。
最终，选择Zig还是Rust应该基于项目的具体需求、团队对语言的熟悉程度以及您需要的支持和库的种类。 这两种语言在系统编程领域都是强大的工具，可以根据不同情境做出正确选择。 由于Rust存在的时间更长，因此在功能和稳定性方面可能被认为更加成熟。
参考链接
Zig vs Rust: A Comprehensive Comparison for Modern Developers
