معرفی زبان برنامه نویسی Rust + بررسی مزایا و معایب آن

راست Rust یک زبان برنامه نویسی دوست داشتنی در بین زبان های برنامه نویسی امروزی محسوب می شود که منطق ساختاری آن از زبان برنامه نویسی C++ گرفته شده است. اما واقعا آنچه که سبب محبوبیت این زبان برنامه نویسی در بین برنامه نویسان امروزی شده است چیست؟

در این مقاله به معرفی زبان برنامه نویسی Rust، توضیح ساختار آن و آشنایی با امکانات موجود در این زبان برنامه نویسی محبوب، می پردازیم. سپس نگاهی به مزایا، معایب و محدودیت های آن انداخته و مواقع مناسب برای استفاده از این زبان برنامه نویسی را بررسی می کنیم.

آشنایی کلی با زبان برنامه نویسی Rust

زبان برنامه نویسی Rust، یک زبان برنامه نویسی منبع باز (Open-Source) است. بر اساس نظرسنجی های بین المللی انجام شده از برنامه نویسان کشورهای مختلف، 4 سال است که Rust به عنوان محبوب ترین و مورد علاقه ترین زبان برنامه نویسی برای فعالان این حوزه شناخته می شود.

جالب است بدانید دقیقا در همین مدت 4 سال که Rust عنوان محبوب ترین زبان برنامه نویسی را از آن خود کرده است، تعداد کاربران این زبان برنامه نویسی بسیار بسیار کم هستند. پس چگونه با این میزان کم و انگشت شمار کاربران، Rust را به عنوان دوست داشتنی ترین زبان برنامه نویسی شناخت؟

در واقع، دلیل اصلی این تناقص هدف اصلی پیدایش Rust و نقشی است که این زبان برنامه نویسی برای کابران ایفا می کند. Rust یک زبان برنامه نویسی است که کاربران از آن برای حل مشکلات پیش آمده در کدهای خود بهره می جویند. اگر نحوه کار کردن با Rust را بلد باشید، به عنوان یک برنامه نویس قادر خواهید بود از آن برای داشتن کدهای ایمن، تمیز و سریع استفاده نمایید. هدف اصلی از پیدایش Rust کمترین استفاده از حافظه سیستم ها در عین داشتن بالاترین سرعت کدنویسی و پردازش بوده است.

زبان برنامه نویسی Rust کار خود را از کجا آغاز کرد؟

آنطور که سازندگان زبان برنامه نویسی Rust آن را توصیف می کنند، این زبان برنامه نویسی بسیار قابل اعتماد، سریع و کارساز است. به گفته کمپانی سازنده و پشتیبان زبان برنامه نویسی Rust، در حال حاضر صدها کمپانی در سرتاسر دنیا از این زبان برنامه نویسی در تولیدات نرم افزاری خود بهره می برند. علت این بهره جویی از Rust، سرعت بالای این زبان در کدنویسی و همچنین کم بودن منابع لازم جهت ارائه راه حل برای مشکلات پدید آمده در حوزه کراس پلتفرم است.

دو کاربر مشهور زبان برنامه نویسی Rust، که امروزه از این زبان در تولیدات خود استفاده می کنند، کمپانی های DropBox و FireFox هستند. در واقع Mozilla، سازنده FireFox اولین حمایت کننده رسمی Rust به حساب می آید.

برای حل مشکلات به وجود آمده در کدهای پیچیده که برطرف کردن آن ها نیازمند چرخه های محاسباتی مهم است، Rust یک گزینه کمک رسان هوشمند است. به گفته Mozilla، در واقع Rust یک گزینه ایده آل در زمینه موتورهای بازی، سیستم عامل ها، سیستم فایل ها، اجزای مرورگر و موتورهای شبیه ساز برای واقعیت مجازی است.

آشنایی با ساختار Rust

بر اساس اسناد Rust به پشتیبانی Mozilla، زبان برنامه نویسی Rust از نوعی ساختار ترکیبی حاصل شده است. درواقع Rust به توسعه دهندگانی که از آن در کارهای خود استفاده می کنند یک سینتکس در رده سینتکس زبان های برنامه نویسی سطح بالا ارائه می دهد.

این در حالی است که ظاهر و شیوه مدیریت این زبان برنامه نویسی در رده زبان های برنامه نویسی سطح پایین قرار می گیرد. به طور کلی Rust بیشتر از آنکه بخواهد یک زبان برنامه نویسی داینامیک باشد، یک زبان برنامه نویسی نوشتاری است. بنابراین کاربران Rust می توانند از محاسن هر دو گونه زبان های برنامه نویسی سطح بالا و سطح پایین و هر دو شیوه داینامیک و نوشتاری بهره مند شوند.

اطلاعات نوشته شده در Rust توسط کامپایلر بررسی می شوند و دقیقا به همین علت است که بهم ریختگی و بروز مشکلات در کدها توسط این زبان برنامه نویسی به حداقل میزان خود کاهش می یابد. معمولا اخطارها و خطاها توسط Rust بسیار جدی پیگیری می شود و هیچ ایرادی در کدها، از نظر آن دور نمی ماند.

این موضوع درباره Rust به قدری توجه مخاطبین این زبان برنامه نویسی را به خود جلب کرده است که حتی درباره آن یک مزاح در بین این کاربران مشهور شده است. آن ها به این شوخی معتقدند که Rust در زمان بروز خطا و اشتباه از جانب کدنویسان بر سر آن ها فریاد می کشد.

به طور کلی می توان اصول اساسی Rust را به موارد زیر دسته بندی کرد:

• تاکید شدید بر روی جا به جایی داده ها
• Function ها و method های کارآمد برای کار کردن با داده ها
• اصول و چیدمانی برای جمع آوری داده ها
• تطبیق الگو برای انتخاب یا ساختارشکنی داده ها
• تعریف رفتار با داده ها

بر اساس این اصول اساسی که در راستای کار Rust واقع شده است، این زبان برنامه نویسی با سرعت گیرهای کمتری در مسیر خود مواجه است. از این رو Rust را یک زبان برنامه نویسی پر سرعت می دانند.

از آنجایی که در کار با Rust خبری از Runtime یا همان زمان اجرا و garbage collector نیست، این زبان برنامه نویسی، ایده آل ترین گزینه برای درگیر نکردن کاربران با مشکلات نشأت گرفته از حافظه سیستم است.

ولی اگر مجبور باشیم از میان تمام مواردی که توضیح داده شد، تنها یکی را به عنوان بهترین خصوصیت Rust انتخاب نماییم، باید به ویژگی «امنیت» این زبان برنامه نویسی اشاره کنیم. کاربران این زبان برنامه نویسی از شعار (Rust is Safe by default) که ترجمه بومی شده آن «Rust با امنیت به دنیا آمده است» می باشد، برای توصیف میزان امنیت آن استفاده می کنند. درست بر خلاف C یا C++.

کدنویسی در زبان برنامه نویسی Rust

کاربرانی که تجربه کدنویسی با زبان برنامه نویسی Rust را دارند، معتقدند که پس از مدت زمانی کار کردن با آن، بسیار خلاق تر شده و در کدنویسی به نوآوری هایی خاص دست می یابند. یکی از این کاربران در مجله ای درباره این موضوع چنین عنوان کرده است:

« درست زمانی که پرکاربردترین و به اصطلاح کدنویسان Functional ترین برنامه ممکن را می نویسی، متوجه می شوی که در حال استفاده از کمترین میزان کدنویسی هستی. اما شفاف بودن، خوانا بودن و تمیز بودن کد همچنان دست نخورده و پابرجاست و علت این موضوع عدم وجود متغیرهای موقت در کد است.»

یک ایراد بسیار ظریف در کنار دنیایی از مزیت

درست است که تا به اینجای بحث، از ویژگی های مثبت و منحصر به فرد Rust که شاید هرگز آن ها را درباره زبان برنامه نویسی دیگری نشنیده باشید، عنوان کردیم؛ اما در کنار تمام این گفته ها، یک ایراد بسیار ظریف وجود دارد که ممکن است تا کاربر راست نشوید، آن را در نیابید.

زمانی که Rust حین برنامه نویسی نسبت به اخطارها و اشتباهات، بسیار هوشیار و سریع عمل می کند، همچنین زمانی که هنگام کامپایل کردن، کاربر را با کمترین میزان دردسر رو به رو می سازد، درواقع کاربر را به یک دنیای سرشار از اخطارهای نامحسوس راهی می سازد.

زمانی که شما حین کدنویسی با هیچ اخطار و چالشی مواجه نمی شوید و از آنجایی که هر برنامه نویس تمایل دارد در ذهن خود این باور را پرورش دهد که کدهایش بی نقص و عملی هستند، درواقع از خطاهای منطقی که در مراحل بعد حین اجرای برنامه نمایان خواهند شد نیز بی خبر خواهید بود.

وقتی اینگونه بدون چالش تمام مراحل کدنویسی و کامپایل را پشت سر می گذارید، آنچه که باقی می ماند اخطارها و اشتباهات منطقی (Logical) است که تنها با کار کردن و آزمودن برنامه هویدا می شوند. یا ممکن است تا مدت ها بعد از اجرای برنامه و استفاده از آن توسط کاربران نیز خود را نمایان نسازند.

همه افرادی که تجربه کدنویسی با C یا C++ یا سایر زبان های برنامه نویسی را دارند، می دانند که می توانند برای تست کردن و آزمودن برخی از تولبع از متغیرهای تصادفی و قابل حذف استفاده کنند و خطوطی را به کدهای خود اضافه نمایند و بعدا آن ها را پاک کنند.

در این صورت بسیاری از عملکردها و موارد در همان مرحله کدنویسی مورد آزمون و خطا قرار می گیرد. اما در Rust این گونه نیست. درواقع این زبان برنامه نویسی به شما این اجازه را نمی دهد که بتوانید هر نوع داده و متغیری را برای آزمون مواردی خاص در بین کدهای خود قرار دهید. همه چیز در Rust باید شسته رفته و طبق ضوابط باشد.

نگاهی به آینده Rust

با توجه به آنچه که درباره این زبان برنامه نویسی عنوان شد، Rust آینده درخشانی دارد. اگرچه متخصصان و حرفه ای های این حوزه معتقدند که شاید Rust هرگز نمی تواند به شهرت و پرکاربرد بودن GO برسد، چرا که وقتی از GO صحبت می کنیم پای عظمت google در میان است. به علاوه Go از نظر کاربرد در مواقع بسیار زیادتری مورد استفاده قرار می گیرد. اما قطعا اگر به دنبال یک زبان برنامه نویسی کم اشتباه هستید که کمتر دچار استرس و نگرانی شوید، Rust یک گزینه مناسب برای شما خواهد بود.