張大胖被別人安利了一個新的語言:Rust,說是將來會替代C語言,就連Linux都要使用Rust了。
作為編程語言的狂熱愛好者,他自然要嘗試一番。
第一個程序自然是hello world,太簡單了,都懶得去寫,看看就行了:
fnmain(){
println!("helloworld");
}
張大胖原來用過C語言, 當時覺得非常不爽的是它本身沒有內置常用的數據結構,比如一個可以動態增長的數組,這Rust怎么樣呢?
fnmain(){
letv=Vec::new();//創建了一個數組
v.push(4);//向數組添加一個元素
}
張大胖寫下let就意識到,這里是將值(數組)綁定到變量v , 應該是借鑒了Lisp的模式匹配,可以預見將來會遇到這樣的代碼:
let(name,age)=("Andy",30);
還有就是這Rust具備自動類型推斷能力,這點挺不錯的。
編譯吧!咦,居然失敗了,錯誤信息是:cannot borrow `v` as mutable, as it is not declared as mutable
Rust編譯器:我們把對象分為可變的和不可變的,對于不可變的,一旦創建以后,就不能再改了。那就加個關鍵字mut,讓它變成可變的就可以了:let mut v = Vec::new()
張大胖想起了《effective java》中的一條實踐:把可變性限制到最小。他嘴里咕噥著:“嗯,Rust默認是不可變,這個思路也許是對的。”
所有權
他又探索著寫下一些代碼:
fnmain(){
//用另外一種方式創建了一個可變Vector
letmutv=vec![1,2];
letv1=v;
println!("the1stelementis{}",v[0]);
}
編譯,又失敗了,WTF!到底是怎么回事?這么簡單的程序也會出錯?!
Rust編譯器:誰讓你手賤!加了一行代碼:let v1 = v
張大胖:這有什么關系?在Java中,這就相當于對同一個對象,又添加了一個引用而已!
Rust編譯器:那是Java,在我Rust這里,你一定要放下Java的執念!要理解一下所有權的問題。
張大胖:什么所有權?
Rust編譯器:對于任何給定的對象都只有一個綁定與之對應。你用let mut v = Vec::new()就意味著 v 和這個Vector對象綁定了!現在v擁有這個對象的所有權。這一行代碼 let v1 = v ,讓所有權發生轉移了, 現在v1是新主人了。v就不能再訪問這個Vector, 我把這種情況叫做“轉移語義”。
碼農翻身注:實際上, Rust也支持Copy語義,這里不在詳述。
張大胖不滿地說:這不是徒增煩惱嗎?那我要是把v傳遞給另外一個函數呢?
fnmain(){
letmutv=vec![1,2,3,4];//創建了一個可變Vector
print_vector(v);
println!("the1stelementis{}",v[0]);
}
fnprint_vector(v:Vec ){
foriinv{
println!("{}",i);
}
}
編譯還是出錯!
Rust編譯器:這和剛才是一個道理,v的所有權在傳遞給函數時,被拿走了,所以在main中不能再訪問v了 !
借用
張大胖:太變態了,我就是想在調用print_vector以后想訪問再訪問變量v,該怎么辦?
Rust編譯器:你可以把所有權暫時借用(&v)給print_vector,等函數返回就可以接著使用了。
fnmain(){
letmutv=vec![1,2,3,4];//創建一個可變Vector
print_vector(&v);
println!("the1stelementis{}",v[0]);
}
fnprint_vector(v:&Vec ){
......
}
這個借用就相當于Java語言的引用了,張大胖想,print_vector函數已經“借到”所有權,應該可以為所欲為了吧,于是在函數內做了修改:
fnprint_vector(v:&Vec ) {
v.push(3);
.....
}
再次編譯,再次失敗!張大胖感覺到要吐血了,這Rust實在太不講道理了。
Rust編譯器:“你這個借用想要改變原來的對象,也得加上 &mut才行!”
fnmain(){
letmutv=vec![1,2,3,4];//創建了一個Vector
print_vector(&mutv);
println!("the1stelementis{}",v[0]);
}
fnprint_vector(v:&mutVec ){
v.push(3);
......
}
總結一下:
張大胖繼續寫代碼,想繼續測試這個所謂“借用”:
fnmain(){
letmutx=String::from("hello");
letx1=&x;
letx2=&mutx;
println!("{}",x1);
}
編譯還是出錯:‘x’已經有一個不可變借用了,不能再以可變的方式來借用!
張大胖徹底懵逼了!
想我叱咤編程界多年,先后學會了C,C++, Java, Ruby ,Python, 從來就沒見過這么復雜的語言,這么簡單的程序,編譯都通不過。
Rust編譯器:道理很簡單,x1是不可變引用,x2是可變引用,使用x1的"用戶"可不希望訪問x1時,數據已經改變了。我告訴你一個簡單的口訣,以后再遇到問題就迎刃而解了:共享不可變, 可變不共享。
(用嚴格的描述來說是這樣:同一時刻,要么只有一個可變(&mut)借用,要么有多個不可變(&) 借用,不能同時存在可變和不可變借用。
(都對一個對象做讀操作,安全!)
(只有小張可以寫,因為他是可變的借用)
張大胖琢磨了一下,這口訣用人話來說是這樣的:當大家都在讀一個東西的時候,是不能寫的。當一個人在寫的時候,別人是不能讀的, 這不就是經典的讀寫鎖問題嗎?這Rust居然在編譯器級別做了這種限制 !
Rust編譯器:我之所以由這么嚴格的限制,就是為了內存安全,我的這套體系是不需要GC的,只要你能按照我的規矩來,內存安全就能保證。
張大胖:你啊,是為了懶省事,把本來可以讓虛擬機干自動做的事情,都交給程序員來做了,這是要把我們累死啊!
Rust編譯器:你到底做過系統級編程沒有?系統級編程要求:
1. 非常快
2. Runtime 很小(虛擬機就是一個巨大無比的Runtime)
3. 能直接訪問內存,并且內存安全。
C和C++基本滿足,但是內存不安全, 像Java, Python,Ruby 除了內存安全之外,別的都不滿足,只適合應用層編程。
張大胖無語了,這家伙的目標是要替換C/C++,自己也寫過不少C代碼,由于內存問題,不知道搞垮過多少個程序,懸空的指針就像幽靈一樣到處飄蕩,無蹤可循,然后在一個未知的地點,未知的時刻突然爆裂。
這個Rust,每個對象都有唯一的“主人”,然后有對讀寫施加了這么嚴格的限制,如果程序員掌握了,確實比C語言安全, 我還是接著學吧!
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