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Rust优于C++的两个原因 ?

来源: 责编: 时间:2024-04-28 17:20:44 235观看
导读尽管学习曲线陡峭,Rust已经证明了自己是一门值得掌握的语言。今天,让我们深入研究一下Rust优于C++语言的原因。原因1:积极的编译器优化Rust的编译器(LLVM)比C++编译器更积极地优化代码,这是因为所有权规则,LLVM可以做出假

尽管学习曲线陡峭,Rust已经证明了自己是一门值得掌握的语言。今天,让我们深入研究一下Rust优于C++语言的原因。SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

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原因1:积极的编译器优化SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

  • Rust的编译器(LLVM)比C++编译器更积极地优化代码,这是因为所有权规则,LLVM可以做出假设。
  • LLVM在内联函数方面更加积极,特别是对于小函数。内联避免了函数调用开销并使其快速。

例如,下面的函数可能会或可能不会被C++编译器内联,但LLVM肯定会内联它。SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

fn f(n: i32, dp: &mut Vec<i32>) -> i32 {    let n1 = n as usize;    if dp[n1] != -1 {        return dp[n1];    }    dp[n1] = Self::f(n-1, dp) + Self::f(n-2, dp) + Self::f(n-3, dp);    dp[n1]}

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原因2:较低的运行时开销SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

1,C++栈展开导致运行缓慢

什么是栈展开?SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

每当抛出异常时,在栈上开始分配资源和调用对象的析构函数的过程,这称为栈展开。SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

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class Resource {public:    Resource() {        std::cout << "Resource acquired/n";    }    ~Resource() {        std::cout << "Resource released/n";    }};void foo() {    Resource res; // Resource acquired    throw std::runtime_error("Error in foo");}int main() {    try {        foo();    } catch (const std::runtime_error& e) {        std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;    }    return 0;}

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栈展开是如何工作的?SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

  • 调用foo()时,它获取一个Resource对象。
  • 然后抛出std::runtime_error异常。
  • 作为结果,栈开始展开,并调用res的析构函数来释放Resource。
  • 然后,在main()函数中捕获异常。
  • 这确保了即使在出现异常的情况下也能正确地清理资源。

栈展开有运行时开销,当存在深度嵌套的函数调用或具有复杂析构函数的对象时,将花费时间来释放对象。SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

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2,Rust使用Result和Option类型删除了的栈展开

Rust的Result和Option类型用于错误处理,通过模式匹配而不是异常来处理。SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

fn divide(a: i32, b: i32) -> Result {    if b == 0 {        return Err("Division by zero");    }    Ok(a / b)}fn main() {    match divide(10, 0) {        Ok(result) => println!("Result: {}", result),        Err(e) => eprintln!("Error: {}", e),    }}

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3,C++运行时类型信息(RTTI)增加了二进制大小和运行时开销

增加二进制大小:SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

运行时类型信息(RTTI),RTTI意味着在运行时执行动态类型检查和类型转换。当启用RTTI时,编译器在二进制文件中包含额外的元数据以支持动态类型信息。SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

这些元数据通常包括:类型信息表(类型描述符)、用于动态调度等的虚函数表(vtable)。这些表增加了二进制文件的大小,特别是对于具有大量多态类的程序。SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

增加执行时间:SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

动态强制转换(dynamic_cast),这包括运行时类型检查,以确保转换的正确性。这种类型检查增加了程序执行时间的开销。SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

虚函数调用,C++语言中的动态多态性适用于虚函数调用,这需要在运行时查找适当的函数。与静态调度相比,会产生额外的运行时开销。SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

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#include <iostream>#include <typeinfo>class Base {public:    virtual ~Base() {}};class Derived : public Base {};int main() {    Base* ptr = new Derived();    Derived* derived = dynamic_cast(ptr);    if (derived) {        std::cout << "Dynamic cast successful/n";    } else {        std::cout << "Dynamic cast failed/n";    }    delete ptr;    return 0;}

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4,Rust中没有RTTI ???

Rust的类型系统支持多态行为和动态分派(基于trait和enum),而不需要RTTI。Box启用动态分派,不需要运行时类型信息。SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

trait Printable {    fn print(&self);}struct Base;struct Derived;impl Printable for Base {    fn print(&self) {        println!("Base");    }}impl Printable for Derived {    fn print(&self) {        println!("Derived");    }}fn main() {    let base: Box = Box::new(Derived);    base.print();}

Rust的编译器建立在LLVM上,将高级结构转换为高效的机器码。SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

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Rust优于C++的这两个原因成立吗???SUK28资讯网——每日最新资讯28at.com

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