本文主要是從 Python 開(kāi)發(fā)者的角度基于開(kāi)發(fā)工效學(xué)對(duì)這三種語(yǔ)言進(jìn)行的一個(gè)比較汁讼，你可以跳過(guò)討論部分淆攻，直接查看代碼示例、性能比較嘿架、主要結(jié)論或 Python瓶珊、Go 和 Rust 的 diffimg 實(shí)現(xiàn)。

本文主要是從 Python 開(kāi)發(fā)者的角度基于開(kāi)發(fā)工效學(xué)對(duì)這三種語(yǔ)言進(jìn)行的一個(gè)比較眶明，你可以跳過(guò)討論部分艰毒，直接查看代碼示例、性能比較（如果你想要一些硬數(shù)據(jù)）搜囱、主要結(jié)論或?Python?丑瞧、?Go?和?Rust?的 diffimg 實(shí)現(xiàn)柑土。

幾年前，我負(fù)責(zé)重寫一個(gè)圖像處理服務(wù)绊汹。為了弄清楚對(duì)于給定的圖像和一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換（調(diào)整大小稽屏、圓形裁剪、修改格式等）西乖，我的新服務(wù)創(chuàng)建的輸出是否和舊服務(wù)一致狐榔，我必須自己檢查圖像。顯然获雕，我需要自動(dòng)化薄腻，但我找不到一個(gè)現(xiàn)有的 Python 庫(kù)可以告訴我，這兩張圖片在像素級(jí)上有什么不同届案，因此有了diffimg?庵楷，它可以給你一個(gè)差異比 / 百分比，或生成差異圖像（檢出 readme楣颠，里面有一個(gè)例子）尽纽。

我最初是用 Python 實(shí)現(xiàn)的（我最熟悉的語(yǔ)言），主要部分使用了?Pillow?童漩。它可以用作庫(kù)或命令行工具弄贿。程序的基本部分非常小，只有幾十行矫膨，這要感謝Pillow差凹。構(gòu)建這個(gè)工具并不費(fèi)力（?xkcd 是對(duì)的，幾乎所有東西都有一個(gè) Python 模塊）豆拨，但它至少對(duì)于除我自己之外的幾十人是有用的直奋。

幾個(gè)月前能庆，我加入了一家公司施禾，他們有幾個(gè)服務(wù)是用 Go 編寫的，我需要快速上手這門語(yǔ)言搁胆。編寫diffimg-go?看起來(lái)很有趣弥搞，甚至可能是一種有用的方法。這里有一些來(lái)自經(jīng)驗(yàn)的興趣點(diǎn)渠旁，以及一些在工作中使用它的興趣點(diǎn)攀例。

對(duì)比 Python 和 Go

（代碼：?diffimg?（Python）和?diffimg-go?）

標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)：Go 有一個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的?image?標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)模塊，以及命令行?flag?解析庫(kù)顾腊。我不需要尋找任何外部依賴粤铭；diffimg-go 實(shí)現(xiàn)沒(méi)有依賴，而 Python 實(shí)現(xiàn)使用了相當(dāng)重量級(jí)的第三方模塊（諷刺的是）Pillow杂靶。Go 的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)更有條理梆惯，而且經(jīng)過(guò)深思熟慮酱鸭，而 Python 的會(huì)逐步發(fā)展，它們是多年來(lái)由許多作者創(chuàng)建的垛吗，有許多不同的約定凹髓。Go 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的一致性使開(kāi)發(fā)者更易于預(yù)測(cè)任何給定的模塊將如何發(fā)揮作用，而且源代碼有非常好的文檔記錄怯屉。

使用標(biāo)準(zhǔn) image 庫(kù)的一個(gè)缺點(diǎn)是它不自動(dòng)檢測(cè)圖像是否有一個(gè) alpha 通道蔚舀；所有圖像類型的像素值都有四個(gè)通道（RGBA）。因此锨络，diffimg-go 實(shí)現(xiàn)要求用戶指明是否要使用 alpha 通道赌躺。這個(gè)小小的不便不值得找第三方庫(kù)來(lái)修復(fù)。

一個(gè)很大的好處是羡儿，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中有足夠的內(nèi)容寿谴，你不需要像 Django 這樣的 Web 框架。用 Go 有可能在沒(méi)有任何依賴關(guān)系的情況下建立一個(gè)真正可用的 Web 服務(wù)失受。Python 號(hào)稱“自帶電池（batteries-included）”讶泰，但在我看來(lái)，Go 做得更好拂到。

靜態(tài)類型系統(tǒng)：我過(guò)去使用靜態(tài)類型語(yǔ)言痪署，但我過(guò)去幾年一直在使用 Python 編程。體驗(yàn)起初有點(diǎn)煩人兄旬，感覺(jué)它好像只是減慢了我的速度狼犯，它迫使我過(guò)度明確，即使我偶爾錯(cuò)了领铐，Python 也會(huì)讓我做我想做的悯森。有點(diǎn)像你給人發(fā)指令而對(duì)方總是打斷你讓你闡明你是什么意思，而有的人則總是點(diǎn)頭绪撵，看上去已經(jīng)理解你瓢姻，但是你并不確定他們是否已經(jīng)全部了解。它將大大減少與類型相關(guān)的 Bug音诈，但是我發(fā)現(xiàn)幻碱，我仍然需要花幾乎相同的時(shí)間編寫測(cè)試。

Go 的一個(gè)常見(jiàn)缺點(diǎn)是它沒(méi)有用戶可實(shí)現(xiàn)的泛型類型细溅。雖然這不是一個(gè)構(gòu)建大型可擴(kuò)展應(yīng)用程序的必備特性褥傍，但它肯定會(huì)減緩開(kāi)發(fā)速度。雖然已經(jīng)有替代模式建議喇聊，但是它們中沒(méi)有一個(gè)和真正的泛型類型一樣有效恍风。

靜態(tài)類型系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以更簡(jiǎn)單快速地閱讀不熟悉的代碼庫(kù)。用好類型可以帶來(lái)許多動(dòng)態(tài)類型系統(tǒng)中會(huì)丟失的額外信息朋贬。

接口和結(jié)構(gòu)：Go 使用接口和結(jié)構(gòu)鸥咖，而 Python 使用類。在我看來(lái)兄世，這可能是最有趣的區(qū)別啼辣，因?yàn)樗仁刮覅^(qū)分定義行為的類型和保存信息的類型這兩個(gè)概念。Python 和其他傳統(tǒng)的面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言都鼓勵(lì)你將它們混在一起御滩，但這兩種范式各有利弊：

Go 強(qiáng)烈建議組合而不是繼承鸥拧。雖然它通過(guò)嵌入繼承，不用類削解，但其數(shù)據(jù)和方法不是那么容易傳遞富弦。通常，我認(rèn)為組合是更好的默認(rèn)模式氛驮，但我不是一個(gè)絕對(duì)主義者腕柜，在某些情況下繼承更合適，所以我不喜歡語(yǔ)言幫我作出這個(gè)決定矫废。

接口實(shí)現(xiàn)的分離意味著盏缤，如果有許多類型彼此相似，你就需要多次編寫類似的代碼蓖扑。由于缺少泛型類型唉铜，在 Go 中，有些情況下我無(wú)法重用代碼律杠，不過(guò)在 Python 中可以潭流。

然而，由于 Go 是靜態(tài)類型的柜去，當(dāng)你編寫的代碼會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤時(shí)灰嫉，編譯器 / 源碼分析器（linter）會(huì)告訴你。Python 源碼分析器也可以有一點(diǎn)這樣的功能嗓奢。但在 Python 中讼撒，當(dāng)你試圖訪問(wèn)一個(gè)可能不存在的方法或?qū)傩詴r(shí)，由于語(yǔ)言的動(dòng)態(tài)性蔓罚，Python 源碼分析器無(wú)法確切地知道什么方法 / 屬性存在蜓竹，直到運(yùn)行時(shí)间影。靜態(tài)定義的接口和結(jié)構(gòu)是唯一在編譯時(shí)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中知道什么可用的方法熏瞄，這使得編譯時(shí)報(bào)錯(cuò)的 Go 比運(yùn)行時(shí)報(bào)錯(cuò)的 Python 更可靠错英。

沒(méi)有可選參數(shù)：Go 只有可變函數(shù)岩调，類似于 Python 的關(guān)鍵字參數(shù)戈泼，但不那么有用候址，因?yàn)閰?shù)需要是相同的類型慢叨。我發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵字參數(shù)是我真正懷念的特性，這主要是你可以把任何類型的一個(gè) kwarg 扔給任何需要它的函數(shù)丽惭，而無(wú)需重寫它的每一個(gè)調(diào)用击奶，這讓重構(gòu)簡(jiǎn)單了許多。我在工作中經(jīng)常使用這個(gè)特性责掏，它為我節(jié)省了很多時(shí)間柜砾。由于沒(méi)有該特性，這使得我在處理是否應(yīng)該基于命令行標(biāo)志創(chuàng)建差異圖像時(shí)顯得有些笨拙换衬。

冗長(zhǎng)：Go 有點(diǎn)冗長(zhǎng)（盡管不是像 Java 那么冗長(zhǎng)）痰驱。這部分是因?yàn)槠漕愋拖到y(tǒng)沒(méi)有泛型，但主要是因?yàn)檎Z(yǔ)言本身很小瞳浦，沒(méi)有提供很多特性（你只有一種循環(huán)結(jié)構(gòu)可以使用５Ｓ场）。我懷念Python 的列表推導(dǎo)式（list comprehensions）和其他函數(shù)式編程特性叫潦。如果你熟悉Python蝇完，你一兩天就可以學(xué)完?Tour of Go?，然后你就了解了整個(gè)語(yǔ)言矗蕊。

錯(cuò)誤處理：Python 有異常短蜕，而 Go 在可能出錯(cuò)的地方通過(guò)從函數(shù)返回元組 value， error 來(lái)傳播錯(cuò)誤傻咖。Python 允許你在調(diào)用棧中的任何位置捕獲錯(cuò)誤忿危，而不需要你一次又一次地手動(dòng)將錯(cuò)誤傳遞回去。這又使得代碼簡(jiǎn)潔没龙，而不像 Go 那樣被其臭名昭著的 if err != nil 模式搞得雜亂無(wú)章铺厨，不過(guò)你需要弄清楚函數(shù)及其內(nèi)部的所有調(diào)用可能拋出的異常（使用 except Exception: 通常是一種糟糕的變通方案）。良好的文檔注釋和測(cè)試可以提供幫助硬纤，你在使用其中任何一種語(yǔ)言編程時(shí)都應(yīng)該添加解滓。Go 的系統(tǒng)絕對(duì)更安全。如果你忽視了 err 值筝家，你還是可以搬起石頭砸自己的腳洼裤，但該系統(tǒng)使糟糕的主意變得更明顯。

第三方模塊：在?Go 模塊出現(xiàn)之前溪王，Go 的包管理器會(huì)把所有下載的包扔到?GOPATH/src目錄下腮鞍，而不是項(xiàng)目的目錄（像大多數(shù)其他語(yǔ)言）。GOPATH/src目錄下莹菱，而不是項(xiàng)目的目錄（像大多數(shù)其他語(yǔ)言）移国。GOPATH 下這些模塊的路徑也會(huì)從托管包的 URL 構(gòu)建，所以你的 import 語(yǔ)句將是類似 import "github.com/someuser/somepackage?" 這個(gè)樣子道伟。在幾乎所有 Go 代碼庫(kù)的源代碼中嵌入 github.com 似乎是一個(gè)奇怪的選擇迹缀。在任何情況下使碾，Go 允許以傳統(tǒng)的方式做事，但 Go 模塊仍然是個(gè)很新的特性祝懂，所以在一段時(shí)間內(nèi)票摇，在缺少管理的 Go 代碼庫(kù)中，這種奇怪的行為仍將很常見(jiàn)砚蓬。

異步性：Goroutines 是啟動(dòng)異步任務(wù)的一種非常方便的方法矢门。在 async/await 之前，Python 的異步解決方案有點(diǎn)令人沮喪灰蛙。遺憾的是颅和，我沒(méi)有用 Python 或 Go 編寫很多真實(shí)的異步代碼，而 diffimg 的簡(jiǎn)單性似乎并不適合說(shuō)明異步性的額外開(kāi)銷缕允，所以我沒(méi)有太多要說(shuō)的峡扩，雖然我確實(shí)喜歡使用 Go 的channels?來(lái)處理多個(gè)異步任務(wù)。我的理解是障本，對(duì)于性能教届，Go 仍然占了上風(fēng)了，因?yàn)?goroutine 可以充分利用多處理器并發(fā)驾霜，而 Python 的基本 async/await 仍局限于一個(gè)處理器案训，所以主要用于 I / O 密集型任務(wù)。

調(diào)試：Python 勝出粪糙。pdb（以及像?ipdb?這樣更復(fù)雜的選項(xiàng)）非常靈活强霎，一旦你進(jìn)入 REPL，你可以編寫任何你想要的代碼蓉冈。?Delve?是一個(gè)很好的調(diào)試器城舞，但和直接放入解釋器不一樣，語(yǔ)言的全部功能都唾手可得寞酿。

Go 總結(jié)

我對(duì) Go 最初的印象是家夺，由于它的抽象能力（有意為之）有限，所以它不像 Python 那樣有趣伐弹。Python 有更多的特性拉馋，因此有更多的方法來(lái)做一些事情，找到最快惨好、最易讀或“最聰明”的解決方案可能會(huì)很有趣煌茴。Go 會(huì)積極地阻止你變得“聰明”。我認(rèn)為日川，Go 的優(yōu)勢(shì)在于它并不聰明蔓腐。

它的極簡(jiǎn)主義和缺乏自由限制了單個(gè)開(kāi)發(fā)人員實(shí)現(xiàn)一個(gè)想法。然而逗鸣，當(dāng)項(xiàng)目擴(kuò)展到幾十個(gè)或幾百個(gè)開(kāi)發(fā)人員時(shí)合住，這個(gè)弱點(diǎn)變成了它的力量——因?yàn)槊總€(gè)人都使用同樣的語(yǔ)言特性小工具集绰精，更容易統(tǒng)一撒璧，因此可以被他人理解透葛。使用 Go 仍有可能編寫糟糕的代碼，但與那些更“強(qiáng)大”的語(yǔ)言相比卿樱，它讓你更難創(chuàng)造怪物僚害。

使用一段時(shí)間后，我理解了為什么像谷歌這樣的公司想要一門這樣的語(yǔ)言繁调。新工程師不斷地加入到大量代碼庫(kù)的開(kāi)發(fā)萨蚕，在更復(fù)雜 / 更強(qiáng)大的語(yǔ)言中，在最后期限的壓力下蹄胰，引入復(fù)雜性的速度比它被消除的速度更快岳遥。防止這種情況發(fā)生的最好方法是使用一種更不容易產(chǎn)生復(fù)雜性的語(yǔ)言。

所以說(shuō)裕寨，我很高興工作在一個(gè)大型應(yīng)用程序上下文中的 Go 代碼庫(kù)上浩蓉，有一個(gè)多樣化和不斷增長(zhǎng)的團(tuán)隊(duì)。事實(shí)上宾袜，我認(rèn)為我更喜歡它捻艳。我只是不想把它用于我自己的個(gè)人項(xiàng)目。

進(jìn)入 Rust

幾周前庆猫，我決定嘗試學(xué)習(xí) Rust认轨。我之前曾試圖這樣做，但發(fā)現(xiàn)類型系統(tǒng)和借用檢查（borrow checker）讓人困惑月培，沒(méi)有足夠的背景信息嘁字，我不知道為什么要把所有這些限制強(qiáng)加給我，對(duì)于我想做的任務(wù)來(lái)說(shuō)大而笨重杉畜。然而拳锚，自那時(shí)以來(lái)，我對(duì)程序執(zhí)行時(shí)內(nèi)存中發(fā)生了什么有了更多的了解寻行。我從這本書開(kāi)始霍掺，而不是試圖一頭扎進(jìn)去。這有很大的幫助拌蜘，這份介紹比我見(jiàn)過(guò)的任何編程語(yǔ)言的介紹都要好杆烁。

在我讀過(guò)這本書的前十幾章之后，我覺(jué)得自己有足夠的信心嘗試 diffimg 的另一個(gè)實(shí)現(xiàn)（這時(shí)简卧，我覺(jué)得我的 Rust 經(jīng)驗(yàn)與我寫 diffimg-go 時(shí)的 Go 經(jīng)驗(yàn)一樣多）兔魂。這比我用 Go 實(shí)現(xiàn)的時(shí)間要長(zhǎng)，而后者比用 Python 需要的時(shí)間更長(zhǎng)举娩。我認(rèn)為析校，即使考慮到我對(duì) Python 更加熟悉构罗，這也是對(duì)的——兩種語(yǔ)言都有更多的東西要寫。

在編寫?diffimg-rs?時(shí)智玻，我注意到一些事情遂唧。

類型系統(tǒng)：現(xiàn)在，我已經(jīng)習(xí)慣 Go 中更基本的靜態(tài)類型系統(tǒng)了吊奢，但 Rust 更強(qiáng)大（也更復(fù)雜）盖彭。有了 Go 中接口和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)（它們都簡(jiǎn)單得多），泛型類型页滚、枚舉類型召边、traits、引用類型裹驰、生命周期就是全部我要額外學(xué)習(xí)的概念了隧熙。此外，Rust 使用其類型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其它語(yǔ)言不使用類型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的特性（如?Result?幻林，我很快會(huì)介紹）贞盯。幸運(yùn)的是，編譯器 / 源碼解析器非常有幫助滋将，它可以告訴你你做錯(cuò)了什么邻悬，甚至經(jīng)常告訴你如何解決這個(gè)問(wèn)題。盡管如此随闽，這比我學(xué)習(xí) Go 的類型系統(tǒng)所用的時(shí)間要多得多父丰，我還沒(méi)有適應(yīng)它的所有特性。

有一個(gè)地方掘宪，因?yàn)轭愋拖到y(tǒng)蛾扇，我正在使用的圖像庫(kù)的實(shí)現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致令人不快的代碼重復(fù)量。我最終只要匹配兩個(gè)最重要的枚舉類型魏滚，但匹配其他類型會(huì)導(dǎo)致另外半打左右?guī)缀跸嗤拇a行镀首。在這個(gè)規(guī)模上，這不是一個(gè)問(wèn)題鼠次，但它使我生氣更哄。也許這里使用宏是個(gè)不錯(cuò)的主意，我仍然需要試驗(yàn)腥寇。

復(fù)制代碼

letmutdiff =matchimage1.color() {

? ? ? ? image::ColorType::RGB(_) => image::DynamicImage::new_rgb8(w成翩， h)，

? ? ? ? image::ColorType::RGBA(_) => image::DynamicImage::new_rgba8(w赦役， h)麻敌，

// 繼續(xù)匹配所有 7 種類型？

_ =>returnErr(

format!("color mode {:?} not yet supported"掂摔， image1.color())

? ? ? ? )术羔，

? ? }赢赊；

手動(dòng)內(nèi)存管理：Python 和 Go 會(huì)幫你撿垃圾。C 允許你亂丟垃圾级历，但當(dāng)它踩到你丟的香蕉皮時(shí)释移，它會(huì)大發(fā)脾氣。Rust 會(huì)拍你一下鱼喉，并要求你自己清理干凈秀鞭。這會(huì)刺痛我趋观，甚至超過(guò)了從動(dòng)態(tài)類型語(yǔ)言遷移到靜態(tài)類型語(yǔ)言扛禽，因?yàn)槲冶粚檳牧耍ǔ６际怯烧Z(yǔ)言跟在我后面撿皱坛。此外编曼，編譯器會(huì)設(shè)法盡可能地幫助你，但你仍然需要大量的學(xué)習(xí)才能理解到底發(fā)生了什么剩辟。

直接訪問(wèn)內(nèi)存（以及 Rust 的函數(shù)式編程特性）的一個(gè)好處是掐场，它簡(jiǎn)化了差異比的計(jì)算，因?yàn)槲铱梢院?jiǎn)單地映射原始字節(jié)數(shù)組贩猎，而不必按坐標(biāo)索引每個(gè)像素熊户。

函數(shù)式特性：Rust 強(qiáng)烈鼓勵(lì)函數(shù)式的方法：它有 FP 友好的類型系統(tǒng)（類似 Haskell）、不可變類型吭服、閉包嚷堡，迭代器，模式匹配等艇棕，但也允許命令式代碼蝌戒。它類似于編寫 OCaml（有趣的是，最初的 Rust 編譯器是用 OCaml 編寫的）沼琉。因此北苟，對(duì)于這門與 C 競(jìng)爭(zhēng)的語(yǔ)言，代碼比你想象得更簡(jiǎn)潔打瘪。

錯(cuò)誤處理：不同于 Python 使用的異常模型友鼻，也不同于 Go 異常處理時(shí)返回的元組，Rust 利用枚舉類型：Result 返回 Ok(value) 或 Err(error)闺骚。這和 Go 的方式更接近彩扔，但更明確一些，而且利用了類型系統(tǒng)葛碧。還有一個(gè)語(yǔ)法糖用于檢查語(yǔ)句中的 Err 并提前返回：? 操作符（在我看來(lái)借杰，Go 可以用類似這樣的東西）。

異步性：Rust 的 async/await 還沒(méi)有完全準(zhǔn)備好进泼，但最終語(yǔ)法最近已經(jīng)達(dá)成一致蔗衡。Rust 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中也有一些基本的線程特性纤虽，看上去比 Python 的更容易使用，但我沒(méi)有花太多的時(shí)間了解它绞惦。Go 似乎仍然有最好的特性逼纸。

工具：rustup 和 cargo 分別是非常優(yōu)秀的語(yǔ)言版本管理器和包 / 模塊管理器實(shí)現(xiàn)。一切“正臣貌酰”杰刽。我特別喜歡自動(dòng)生成的文檔。對(duì)于這些工具王滤，Python 提供的選項(xiàng)有點(diǎn)太簡(jiǎn)單贺嫂，需要小心對(duì)待，正如我之前提到的雁乡，Go 有一種奇怪的管理模塊方式第喳，但除此之外，它的工具比 Python 的更好踱稍。

編輯器插件：我的. vimrc 文件大到令人尷尬曲饱，至少有三十多個(gè)插件。我有一些用于代碼檢查珠月、自動(dòng)補(bǔ)全以及格式化 Python 和 Go 的插件扩淀，但相比于其他兩種語(yǔ)言，Rust 插件更容易設(shè)置啤挎，更有用驻谆、更一致。?rust.vim?和?vim-lsp?插件（以及?Rust 語(yǔ)言服務(wù)器）是我獲得一個(gè)非常強(qiáng)大的配置所需要的全部侵浸。我還沒(méi)有測(cè)試其他編輯器旺韭，但是，借助 Rust 提供的編輯器無(wú)關(guān)的優(yōu)秀工具掏觉，我認(rèn)為它們一樣有幫助区端。這個(gè)設(shè)置提供了我使用過(guò)的最好的“轉(zhuǎn)到定義”。它可以很好地適用于本地澳腹、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和開(kāi)箱即用的第三方代碼织盼。

調(diào)試：我還沒(méi)有嘗試過(guò) Rust 的調(diào)試器（因?yàn)槠漕愋拖到y(tǒng)和 println! 已經(jīng)讓我走得很遠(yuǎn))，但是你可以使用 rust-gdb 和 rust-lldb酱塔，以及 rustup 初始安裝時(shí)帶有的 gdb 和 lldb 調(diào)試器的封裝器沥邻。如果你之前在編寫 C 語(yǔ)言代碼時(shí)使用過(guò)那些調(diào)試器，那么其使用體驗(yàn)將是意料之中的羊娃。正如前面提到的唐全，編譯器的錯(cuò)誤消息非常有幫助。

Rust 總結(jié)

你至少要讀過(guò)這本書的前幾章，否則我絕對(duì)不建議你嘗試編寫 Rust 代碼邮利，即使你已經(jīng)熟悉 C 和內(nèi)存管理弥雹。對(duì)于 Go 和 Python，只要你有一些另一種現(xiàn)代命令式編程語(yǔ)言的經(jīng)驗(yàn)延届，它們就不是很難入手剪勿，必要時(shí)可以參考文檔。Rust 是一門很大的語(yǔ)言方庭。Python 也有很多特性厕吉，但是它們大部分是可選的。只要理解一些基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和一些內(nèi)置函數(shù)械念，你就可以完成很多工作头朱。對(duì)于 Rust，你需要真正理解類型系統(tǒng)的固有復(fù)雜性和借用檢查订讼，否則你會(huì)搞得十分復(fù)雜髓窜。

就我寫 Rust 時(shí)的感覺(jué)而言扇苞，它非常有趣欺殿，就像 Python 一樣。它廣泛的特性使它很有表現(xiàn)力鳖敷。雖然編譯器會(huì)經(jīng)常讓你停下脖苏，但它也非常有用，而且它對(duì)于如何解決你的借用問(wèn)題 / 輸入問(wèn)題的建議通常是有效的定踱。正如我所提到的棍潘，這些工具是我遇到的所有語(yǔ)言中最好的，并且不像我使用的其他一些語(yǔ)言那樣給我?guī)?lái)很多麻煩崖媚。我非常喜歡使用這種語(yǔ)言亦歉，并將在 Python 的性能還不夠好的地方繼續(xù)尋找使用 Rust 的機(jī)會(huì)。

代碼示例

我提取了每個(gè) diffimg 中計(jì)算差異比的代碼塊畅哑。為了概括介紹 Python 的做法肴楷，這需要 Pillow 生成的差異圖像，對(duì)所有通道的所有像素值求和荠呐，并返回最大可能值（相同大小的純白圖像）除以總和的比值赛蔫。

Python

復(fù)制代碼

diff_img= ImageChops.difference(im1， im2)

stat= ImageStat.Stat(diff_img)

sum_channel_values= sum(stat.mean)

max_all_channels= len(stat.mean) *255

diff_ratio= sum_channel_values / max_all_channels

對(duì)于 Go 和 Rust泥张，方法有點(diǎn)不同：我們不用創(chuàng)建一個(gè)差異圖像呵恢，我們只要遍歷兩幅輸入圖像，并對(duì)每個(gè)像素的差異求和媚创。在 Go 中渗钉，我們用坐標(biāo)索引每幅圖像……

Go

復(fù)制代碼

funcGetRatio(im1， im2 image.Image钞钙， ignoreAlphabool)float64{

varsumuint64

? width鳄橘， height := getWidthAndHeight(im1)

fory :=0粤剧； y < height； y++ {

forx :=0挥唠； x < width抵恋； x++ {

sum +=uint64(sumPixelDiff(im1， im2宝磨， x弧关， y， ignoreAlpha))

? ? }

? }

varnumChannels =4

ifignoreAlpha {

numChannels =3

? }

? totalPixVals := (height * width) * (maxChannelVal * numChannels)

returnfloat64(sum) /float64(totalPixVals)

}

……但在 Rust 中唤锉，我們將圖像視為它們真的是在內(nèi)存中世囊，是一系列可以壓縮到一起并消費(fèi)的字節(jié)。

Rust

復(fù)制代碼

pubfncalculate_diff(

? ? image1: DynamicImage窿祥，

? ? image2: DynamicImage

) ->f64{

letmax_val =u64::pow(2株憾，8) -1；

letmutdiffsum:u64=0晒衩；

for(&p1嗤瞎， &p2)inimage1

? ? ? .raw_pixels()

? ? ? .iter()

? ? ? .zip(image2.raw_pixels().iter()) {

diffsum +=u64::from(abs_diff(p1， p2))听系；

? }

lettotal_possible = max_val * image1.raw_pixels().len()asu64贝奇；

letratio = diffsumasf64/ total_possibleasf64；

? ratio

}

對(duì)于這些例子靠胜，有一些事情需要注意：

Python 的代碼最少掉瞳。顯然，這在很大程度上取決于使用的圖像庫(kù)浪漠，但這說(shuō)明了使用 Python 的一般體驗(yàn)陕习。在許多情況下，那些庫(kù)為你做了很多工作址愿，因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)非常發(fā)達(dá)该镣，任何東西都有成熟的解決方案。

在 Go 和 Rust 示例中有類型轉(zhuǎn)換必盖。每個(gè)代碼塊中都使用了三個(gè)數(shù)值類型：用于像素通道值的 uint8/u8（Go 和 Rust 有類型推斷拌牲，所以你看不到任何明確提及的類型）、用于總和的 uint64/u64 和用于最終比值的 float64/f64歌粥。對(duì)于 Go 和 Rust塌忽，需要花時(shí)間統(tǒng)一類型，而 Python 將隱式地完成這一切失驶。

Go 實(shí)現(xiàn)的風(fēng)格是命令式的土居，但也是明確和可以理解的（使其稍顯欠缺的是我前面提到的 ignoreAlpha），甚至是對(duì)那些不習(xí)慣該語(yǔ)言的人也是如此。Python 示例相當(dāng)清晰擦耀，一旦你理解了 ImageStat 在做什么棉圈。對(duì)于那些不熟悉這種語(yǔ)言的人來(lái)說(shuō)，Rust 肯定更加難懂：

.raw_pixels() 獲取圖像眷蜓，生成 8 位無(wú)符號(hào)整數(shù)向量分瘾；

.iter() 為該向量創(chuàng)建一個(gè)迭代器。默認(rèn)情況下吁系，向量是不可遍歷的德召；

.zip() 你可能了解，它接受兩個(gè)迭代器汽纤，然后生成一個(gè)迭代器上岗，每個(gè)元素是一個(gè)元組：（來(lái)自第一個(gè)向量的元素，來(lái)自第二個(gè)向量的元素）蕴坪；

在 diffsum 聲明中肴掷，我們需要一個(gè) mut，因?yàn)樽兞磕J(rèn)是不可變的背传；

如果你熟悉 C呆瞻，你就會(huì)明白為什么 for (&p1， &p2) 中有 &：迭代器生成像素值的引用续室，但 abs_diff() 自己取得它們的值栋烤。Go 支持指針（和引用不太一樣），但它們不同于 Rust 中常用的引用挺狰。

函數(shù)中的最后一個(gè)語(yǔ)句用于在沒(méi)有行結(jié)束符 ; 的情況作為返回值。其他一些函數(shù)式語(yǔ)言也是這樣做的买窟。

這段是為了讓你了解需要掌握多少特定于語(yǔ)言的知識(shí)才能有效地使用 Rust丰泊。

性能

現(xiàn)在來(lái)做一個(gè)科學(xué)的比較。我首先生成三張不同尺寸的隨機(jī)圖像：1x1始绍、2000x2000瞳购、10000x10000。然后我測(cè)量每個(gè)（語(yǔ)言亏推、圖像大醒）組合的性能，每個(gè) diffimg 計(jì)算 10 次吞杭，然后取平均值盏浇，使用 time 命令的 real 值給出的值。diffimg-rs 使用–release 構(gòu)建芽狗，diffimg-go 使用 go build绢掰，而 Python diffimg 通過(guò) python3 - m diffimg 調(diào)用。以下是在 2015 年的 Macbook Pro 上獲得的結(jié)果：

圖像大小1x12000x200010000x10000

Rust0.001s0.490s5.871s

Go0.002s?(2x)0.756s?(1.54x)14.060s?(2.39x)

Python0.095s?(95x)1.419s?(2.90x)28.751s?(4.89x)

我損失了很多精度，因?yàn)?time 只精確到 10ms（因?yàn)橛?jì)算平均值的緣故滴劲，這里多顯示了一個(gè)數(shù)字）攻晒。該任務(wù)只需要一個(gè)非常特定類型的計(jì)算，所以不同的或更復(fù)雜的任務(wù)得出的數(shù)值可能差別很大班挖。話雖如此鲁捏，我們還是可以從這些數(shù)據(jù)中了解到一些東西。

對(duì)于 1x1 的圖像萧芙，幾乎所有的時(shí)間都花費(fèi)在設(shè)置中碴萧，沒(méi)有比例計(jì)算。Rust 獲勝末购，盡管它使用了兩個(gè)第三方庫(kù)（?clap?和?image?）破喻，Go 只使用了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。我并不驚訝 Python 的啟動(dòng)那么緩慢盟榴，因?yàn)閷?dǎo)入大庫(kù) Pillow 是它的一個(gè)步驟曹质，time python -c ’ '其實(shí)只用了 0.030 秒。

對(duì)于 2000x2000 的圖像擎场，Go 和 Python 與 Rust 的差距就縮小了羽德，這大概是因?yàn)榕c計(jì)算相比，用于設(shè)置的時(shí)間更少迅办。然而宅静，對(duì)于 10000 年 x10000 的圖像，Rust 相比較之下性能更好站欺，我想這是由于其編譯器優(yōu)化所生成的機(jī)器代碼最幸碳小（循環(huán) 1 億次），設(shè)置時(shí)間相對(duì)就比較少了矾策。從不需要暫停進(jìn)行垃圾收集也是一個(gè)因素磷账。

Python 實(shí)現(xiàn)肯定還有很大的改進(jìn)余地，因?yàn)橄?Pillow 那么高效贾虽，我們?nèi)匀皇窃趦?nèi)存中創(chuàng)建一張差異圖像（遍歷輸入圖像）逃糟，然后累加每個(gè)像素的通道值。更直接的方法蓬豁，比如 Go 和 Rust 實(shí)現(xiàn)绰咽，可能會(huì)稍微快一些。然而地粪，純 Python 實(shí)現(xiàn)會(huì)非常慢取募，因?yàn)?Pillow 主要是用 C 完成其工作。因?yàn)榱硗鈨蓚€(gè)是純粹用一種語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的驶忌，這不是一個(gè)真正公平的比較矛辕，雖然在某些方面是笑跛，因?yàn)榈靡嬗?C 擴(kuò)展（Python 和 C 的關(guān)系一般都非常緊密 ），Python 有一大堆高性能庫(kù)可以使用聊品。

我還應(yīng)該提下二進(jìn)制文件的大蟹甚濉：Rust 的 2.1MB，使用–release 構(gòu)建翻屈，Go 的大小差不多陈哑，為 2.5 MB。Python 不創(chuàng)建二進(jìn)制文件伸眶，但是.pyc 文件有一定的可比性惊窖，和 diffimg 的.pyc 文件總共約 3 KB。它的源代碼也只有 3KB厘贼，但是包括 Pillow 依賴的話界酒，它將達(dá) 24MB。再說(shuō)一次嘴秸，這不是一個(gè)公平的比較毁欣，因?yàn)槲沂褂昧艘粋€(gè)第三方圖像庫(kù)，但應(yīng)該提一下岳掐。

結(jié)論

顯然凭疮，這三種截然不同的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)滿足不同的細(xì)分市場(chǎng)需求。我經(jīng)常聽(tīng)到 Go 和 Rust 被一起提及串述，但我認(rèn)為执解，Go 和 Python 是兩種類似 / 存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的語(yǔ)言。它們都很適合編寫服務(wù)器端應(yīng)用程序邏輯（我在工作中大部分時(shí)間都在做這項(xiàng)工作）纲酗。僅比較原生代碼的性能衰腌，Go 完勝 Python，但許多有速度要求的 Python 庫(kù)是對(duì)速度更快的 C 實(shí)現(xiàn)的封裝——實(shí)際情況比這種天真的比較更復(fù)雜耕姊。編寫一個(gè)用于 Python 的 C 擴(kuò)展不能完全算是 Python 了（你需要了解 C）桶唐，但這個(gè)選項(xiàng)是對(duì)你開(kāi)放的。

對(duì)于你的后端服務(wù)器需求茉兰，Python 已被證明它對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用程序都“足夠快”，但是如果你需要更好的性能欣簇，Go 可以规脸，Rust 更是如此，但是你要付出更多的開(kāi)發(fā)時(shí)間熊咽。Go 在這方面并沒(méi)有超出 Python 很多莫鸭，雖然開(kāi)發(fā)肯定是慢一些，這主要是由于其較小的特性集横殴。Rust 的特性非常齊全被因，但管理內(nèi)存總是比由語(yǔ)言自己管理會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間卿拴，這好過(guò)處理 Go 的極簡(jiǎn)性。

還應(yīng)該提一下梨与，世界上有很多很多 Python 開(kāi)發(fā)人員堕花，有些有幾十年的經(jīng)驗(yàn)。如果你選擇 Python粥鞋，那么找到更多有語(yǔ)言經(jīng)驗(yàn)的人加入到你的后端團(tuán)隊(duì)中可能并不難缘挽。然而，Go 開(kāi)發(fā)人員并不是特別少呻粹，而且很容易發(fā)展壕曼，因?yàn)檫@門語(yǔ)言很容易學(xué)習(xí)。由于 Rust 這種語(yǔ)言需要更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)化等浊，所以開(kāi)發(fā)人員更少腮郊，也更難發(fā)展。

至于系統(tǒng)類型：靜態(tài)類型系統(tǒng)更容易編寫更多正確的代碼筹燕，但它不是萬(wàn)能的轧飞。無(wú)論使用何種語(yǔ)言，你仍然需要編寫綜合測(cè)試庄萎。它需要更多的訓(xùn)練踪少，但是我發(fā)現(xiàn)，我使用 Python 編寫的代碼并不一定比 Go 更容易出錯(cuò)糠涛，只要我能夠編寫一個(gè)好的測(cè)試套件援奢。盡管如此，相比于 Go忍捡，我更喜歡 Rust 的類型系統(tǒng)：它支持泛型集漾、模式匹配、錯(cuò)誤處理砸脊，它通常為你做得更多具篇。

最后，這種比較有點(diǎn)愚蠢凌埂，因?yàn)楸M管這些語(yǔ)言的用例重疊驱显，但它們占領(lǐng)著不同的細(xì)分市場(chǎng)。Python 開(kāi)發(fā)速度快瞳抓、性能低埃疫，而 Rust 恰恰相反，Go 則介于兩者之間孩哑。我喜歡 Python 和 Rust 超過(guò) Go（這可能令人奇怪）栓霜，不過(guò)我會(huì)繼續(xù)在工作中愉快地使用 Go（以及 Python），因?yàn)樗娴氖且环N構(gòu)建穩(wěn)定横蜒、可維護(hù)的應(yīng)用程序的偉大語(yǔ)言胳蛮，它有許多來(lái)自不同背景的貢獻(xiàn)者销凑。它的僵硬和極簡(jiǎn)主義使它使用起來(lái)不那么令人愉快（對(duì)我來(lái)說(shuō)），但這也正是它的力量所在仅炊。如果我要為一個(gè)新的 Web 應(yīng)用程序選擇后端語(yǔ)言的話斗幼，那將是 Go。

我對(duì)這三種語(yǔ)言所涵蓋的編程任務(wù)范圍相當(dāng)滿意——實(shí)際上茂洒，沒(méi)有哪個(gè)項(xiàng)目不能把它們中的一種視為很好的選擇孟岛。

英文原文：One Program Written in Python， Go督勺， and Rust