尝试以语法对照表格形式学习新语言:c,rust

以语法对照表格形式学习新语言,以rust为例。
关于rust的个人看法:

  • 能否替代c?部分场景可以,长远看并不会。如果c再扩一些关键字,类似cpp的吸星大法式扩充,rust并不具备优势。
  • 解决了c的内存管理问题?部分解决。所有权概念是将c中内存管理模式加了约束,并在编译期做了检查。
  • 关于语言的生态位,个人感觉rust很难替代c的生态位。rust似乎是科研人员对c等语言进行研究后,加入了一些新的,实际上已有的概念。往往是编程实践中的范式,做了语言层面的语法支持。类似openmp扩展。
  • 语言本质上逃不脱图灵机的定义,在最小实现基础上,为了方便、安全、开发效率等,加了编程范式的语法支持。
  • c、cpp语言已经做得够好,设计哲学也是效率至上,安全问题交给开发者负责。rust引入的所有权概念,在c、cpp中实际也可以用编程范式(智能指针)实现。
  • AI时代是否会出现最合适AI+人合作的语言?如果有,大概率会在c语言基础上扩展概念和范式。毕竟c的数据基础更好。个人倾向于认为rust有点过设计了。cpp过于复杂,也过设计了。个人感觉未来AI更适合使用以c为基础的语言,适当扩展一些概念。
c rust
链接 https://www.runoob.com/cprogramming/c-tutorial.html https://www.runoob.com/rust/rust-tutorial.html
https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-tutorial.html https://kaisery.github.io/trpl-zh-cn/title-page.html
标准库 stdio.h … https://www.runoob.com/cprogramming/c-standard-library.html https://doc.rust-lang.org/stable/std/all.html
在线工具 https://www.runoob.com/try/runcode.php?filename=helloworld&type=c https://play.rust-lang.org/?version=stable&mode=debug&edition=2021
rust编译器依赖于c编译器
语言类型 面向过程 多范式:面向对象、函数式和并发编程
注释 // or /* */ // or /* */
行结尾 ; ;
路径分隔符 / or \ ::
代码块 {} {}
函数体表达式 {}
大小写 区分 同c
标识符 以字母 A-Z 或 a-z 或下划线 _ 开始,后跟零个或多个字母、下划线和数字(0-9)。 同c
关键字 https://www.runoob.com/cprogramming/c-basic-syntax.html https://github.com/rust-lang/book/blob/main/src/appendix-01-keywords.md
keys auto,break,case,char,const,continue,default,do,double, as,async,await,break,const,continue,crate,dyn,else,enum,extern,
else,enum,extern,float,for,goto,if,int,long,register,return,short, false,fn,for,if,impl,in,let,loop,match,mod,move,mut,pub,ref,return,
signed,sizeof,static,struct,switch,typedef,unsigned,union,void,volatile,while Self,self,static,struct,super,trait,true,type,union,unsafe,use,where,while,
c99 keys _Bool,_Complex,_Imaginary,inline,restrict abstract,become,box,do,final,macro,override,priv,try,typeof,unsized,virtual,yield,
c11 keys _Alignas,_Alignof,_Atomic,_Generic,_Noreturn,_Static_assert,_Thread_local
数据类型 char,unsigned char,signed char ,int,unsigned int,short,unsigned short,long,unsigned long i8,u8,i16,u16,i32,u32,i64,u64,i128,u128,isize,usize
float,double,long double f32,f64,f128
_Bool bool
void 无。空元组 () “unit type”
unicode char(4byte)建议utf8
字符串 char str[] = “RUNOOB”; let str = String::from(“RUNOOB”); let string = String::new(); let one = 1.to_string();
字符串切片 自行实现 let part1 = &str[0…5];//类似string_view
非字符串切片 自行实现 let part = &arr[0…3];
变量 int i=0; let i:i32 = 0;
变量声明 extern int i; extern { static i: i32;}
重影(Shadowing) let x = 5; let x = x + 1;
左值 指向内存位置的表达式 同c
右值 存储在内存中某些地址的数值 同c
常量 long myLong = 100000L;float myFloat = 3.14f;char myChar = ‘a’;char myString[] = “Hello, world!”; const MY_LONG: i64 = 100000; const MY_STRING: &str = “Hello, world!”; …
#define PI 3.14159 const PI: f64 = 3.14159;
const int MAX_VALUE = 100; const MAX_VALUE:u32 = 100;
存储类型 auto,register,static,extern static,extern
所有权 每个值都有一个变量,称为其所有者。一次只能有一个所有者。当所有者不在程序运行范围时,该值将被删除。
生命周期 {}代码块内 同c
静态生命周期 static &'static
生命周期注释 描述引用生命周期。声明两个引用的生命周期一致。fn longer<'a>(s1: &'a str, s2: &'a str) -> &'a str{…}
移动(Move) let s1 = String::from(“hello”);let s2 = s1; println!(“{}, world!”, s1); // 错误!s1 已经失效
克隆(Clone) let s1 = String::from(“hello”);let s2 = s1.clone(); println!(“{}, world!”, s1);
算术运算符 + -*/% ++ – + -*/%
关系运算符 == != > < >= <= 同c
逻辑运算符 && || ! 同c
位运算符 & | ^ ~ << >> 同c
赋值运算符 = += -= *= /= %= &= |= ^= <<= >>= 同c
三元运算符 (a > 0)? 1:-1 if (a > 0) { 1 } else { -1 }
sizeof运算符 sizeof() use std::mem; std::mem::size_of(…)
引用和解引用运算符 & * & *
区间运算符 … …=
运算符优先级 https://www.runoob.com/cprogramming/c-operators.html
用()改变求值顺序 同c
判断/条件语句 if(…){…}else{…} if(…){…}else{…} 可以不要(),仅支持bool判断
switch分支判断 switch(…){case …:break;case …:break;default:…;} 无,用match替代
if let 无,用if替代 if let 0 = i {println!(“zero”);}else{…}
循环 for(;; ){} while(){} do{}while(); while(){} for i in a.iter(){…} loop{… break; …}
break,continue break,continue
goto
函数定义 int max(int x, int y) {…} fn max(x: i32, y: i32)->i32 {…}
函数嵌套 fn main() { fn five() -> i32 {5}}
函数调用 int ret = max(a, b); let ret: i32 = max(a, b);
参数作用域 全局变量,局部变量,形式参数为局部变量 同c。多了借用(borrowing)和可变借用(mutable borrowing)概念
可变参数 … 具体示例见printf实现
数组 int i_array[] = {1, 2, 3, 4, 5}; let mut i_array: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];
向量 无。用数组替代 let vector: Vec = Vec::new(); let vector = vec![1, 2, 4, 8];外加大量的方法。
数组下标 >=0 同c
数组访问 i_array[i] i_array[i]
多维数组 int i_a2[3][3]; let mut i_a2: [[i32; 3]; 3] = [[0; 3]; 3];
动态数组 通过指针和malloc实现 let mut dynamic_array: Vec< i32 > = Vec::new();
map 无。自行实现。 use std::collections::HashMap;
指针 int *p=NULL;
引用 let s1 = String::from(“hello”);let s2 = &s1;
可变引用 let mut s1 = String::from(“run”);let s2 = &mut s1;
垂悬引用 编译期识别,eg:fn dangle() -> &String { let s = String::from(“hello”); &s}
地址 取地址方式&t 同c
函数指针 typedef int (*fun_ptr)(int,int); let func_ptr: fn(i32,i32) -> i32;
枚举 enum DAY{ MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN}; enum Book {Papery, Electronic} enum Book { Papery(u32), Electronic(String),}
枚举赋值 enum Book {Papery { index: u32 },Electronic { url: String },} let book = Book::Papery{index: 1001};
match 无,类似switch match book {Book::Papery { index } => { println!(“Papery book {}”, index); }, Book::Electronic { url } => { println!(“E-book {}”, url); }}
NULL NULL==0
Option枚举 替代NULL。enum Option< T > {Some(T), None,}
let opt: Option<&str> = Option::None;match opt {Option::Some(something) => { println!(“{}”, something);}, Option::None => { println!(“opt is nothing”); }}
结构体 struct SIMPLE{ int a; char b; double c;}; struct SIMPLE{ a:i32; b:i8; c:f64;}
复合类型/元组 let tup: (i32, f64, u8) = (500, 6.4, 1);let (x, y, z) = tup;
元组结构体 struct Color(u8, u8, u8);let black = Color(0, 0, 0);
单元结构体 struct UnitStruct;//无成员
结构体成员访问 . 或 -> 只用. 没有->
结构体方法 struct Rectangle { width: u32, height: u32,} impl Rectangle { fn area(&self) -> u32 {self.width * self.height}}
结构体关联函数 impl Rectangle { fn create(width: u32, height: u32) -> Rectangle { Rectangle { width, height } }} //impl 可以写多次
输出结构体 println!(“rect1 is {:?}”, rect1);//属性较多的话可以使用另一个占位符 {:#?}
共用体 union Data{ int i; float f; char str[20];}; enum Data { Integer(i32), Float(f32), String([char; 20]),}
共用体成员访问 同结构体 match …
位域 struct bs{ int a:8; int b:2; int c:6;}; #[repr©] #[derive(Debug)] struct BitStruct { a: u8, b: u8, c: u8,}
位域成员访问 同结构体 同c
别名 typedef unsigned char BYTE; type BYTE = u8;
程序入口 int main( int argc, char *argv[] ) fn main(){let args = std::env::args();println!(“{:?}”, args);}
输入 int scanf(const char *format, …) 函数从标准输入流 stdin 读取输入 stdin().read_line(&mut str_buf).expect(“Failed to read line.”);
输出 int printf(const char *format, …) 函数把输出写入到标准输出流 stdout println!(“Your input line is \n{}”, str_buf);
文件读写 FILE *fopen( const char *filename, const char *mode ); int fclose( FILE *fp );int fputs( const char *s, FILE *fp );char *fgets( char *buf, int n, FILE *fp );fread(…)fwrite(…)… use std::fs; let text = fs::read_to_string(“D:\text.txt”).unwrap(); let mut file = fs::File::open(“D:\text.txt”).unwrap(); file.read(&mut buffer).unwrap();fs::write(…) …
文件打开权限设置 const char *mode let mut file = OpenOptions::new().read(true).write(true).open(“D:\text.txt”)?;
预处理 #define #include #undef #ifdef #ifndef #if #else #elif #endif 无,用宏替代
#error compile_error!
#pragma #[allow()] 和 #[warn()] 等
预定义宏 __DATE__ __TIME__ __FILE__ __LINE__ __STDC__ 无。运行时有部分对应。
预处理器运算符 \ # ##
宏带参数 #define square(x) ((x) * (x)) macro_rules! square { (KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: x:expr) => { (x) * ($x) };}
头文件 #include #include “my_head.h” use std::io::stdin;
类型转换 int i=3;double d = (double)i; let d: f64 = i as f64;
错误处理 extern int errno ;fprintf(stderr, “错误号: %d\n”, errno); perror(“通过 perror 输出错误”); fprintf(stderr, “错误号对应的描述: %s\n”, strerror( errno )); 可恢复错误用 Result 类来处理,对于不可恢复错误使用 panic! 宏来处理。支持回溯。
回溯 非自带 支持。run with RUST_BACKTRACE=1 environment variable to display a backtrace.
Result 用int自行实现 enum Result { Ok(T), Err(E),} 在 Rust 标准库中可能产生异常的函数的返回值都是 Result 类型的。
?符号 ? 符仅用于返回值类型为 Result 的函数
unwrap,expect 可恢复错误按不可恢复错误处理
除0 异常,崩溃 线程 panic,异常,崩溃
程序退出状态 exit(EXIT_SUCCESS); 0为正常状态。EXIT_FAILURE==-1 process::exit(0);
递归 一般通过递归函数实现 同c
内存管理 malloc free 通过所有权和智能指针(如 Box< T>、Rc< T> 和 Arc< T>)
命令行参数 int main( int argc, char *argv[] ) fn main()无,通过let args: Vec< String> = env::args().collect();获得
随机数 srand(time(0)) rand() use rand::Rng; rand::rngs::StdRng::seed_from_u64(seed);rng.gen();
排序 void qsort(void *b, size_t n, size_t s, compar_fn cmp); sort()
查找 void *bsearch (const void *__key, const void *__base, size_t __nmemb, size_t __size, __compar_fn_t __compar); binary_search(t)
组织管理 .h.c.lib.dll … 箱(Crate)、包(Package)、模块(Module)
访问权 公共(public)和私有(private),默认私有,eg: pub mod government { pub fn govern() {} }
模块(Module) 无,有点像cpp的namespace mod nation {mod government {fn govern() {}} mod congress {fn legislate() {}} mod court {fn judicial() {}}}
模块自描述 pub fn message() -> String { String::from(“This is the 2nd module.”)}// second_module.rs文件头
路径 绝对路径从 crate 关键字开始描述。相对路径从 self 或 super 关键字或一个标识符开始描述。
use use crate::nation::government::govern as nation_govern;
泛型函数 _Generic fn max< T >(array: &[T]) -> T {…}
泛型结构 struct Point< T > {x: T, y: T}
特性(trait) trait Descriptive { fn describe(&self) -> String;} impl < 特性名 > for < 所实现的类型名 >
接口(Interface) 无。通过一组函数指针实现。 trait类似,但可以定义默认实现
继承 无。通过派生类包含基类成员实现 同c
多态 无。通过函数指针实现。 通过特性(trait)实现
并发(concurrent) 自行解决 安全高效的处理并发是 Rust 诞生的目的之一。编译期解决部分问题。
并行(parallel) thread openmp
线程(thread) 系统库 use std::thread;thread::spawn(…);
闭包 无,函数指针 |arg1, arg2, …| -> T {…}
Lambda 无,函数指针 无,闭包
实现消息 通道(channel)=发送者(transmitter)+接收者(receiver)。use std::sync::mpsc;let (tx, rx) = mpsc::channel();
代码例子 https://www.runoob.com/cprogramming/c-examples.html

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