Explorando o Universo Rust: Uma Análise Detalhada para Desenvolvedores
Se você é um desenvolvedor com curiosidade sobre Rust, este artigo visa apresentar um panorama dos principais atributos desta linguagem de programação de sistemas, auxiliando na sua decisão de aprendizado.
Vamos mergulhar na essência do Rust, abordando desde seu sistema de tipos robusto até seus mecanismos de segurança de memória e propriedade, além de oferecer uma seleção de recursos para otimizar sua jornada de aprendizado.
Prepare-se para iniciar essa exploração!
Afinal, o que é Rust?
Rust é uma linguagem de programação focada em sistemas, iniciada como um projeto pessoal de Graydon Hoare em 2006. Em um período inferior a uma década, ela se consolidou como uma das principais escolhas para o desenvolvimento de sistemas e aplicações correlatas. Curiosamente, a média salarial de um programador Rust gira em torno de US$ 120 mil.
Se sua intenção é migrar do C++ para Rust ou simplesmente explorar uma nova linguagem, o aprendizado de Rust pode ser um passo promissor. Uma prova disso é a pesquisa StackOverflow Developer, que elegeu Rust como a linguagem de programação mais amada por sete anos consecutivos.
Imagem de referência: StackOverflow
Rust oferece a velocidade característica de linguagens de baixo nível como C e C++, mas com a segurança de linguagens de alto nível como Python.
De projetos de renome como Dropbox e Firefox até WebAssembly e programação embarcada, Rust tem uma vasta aplicabilidade no universo do desenvolvimento de software. Além disso, Rust oferece gerenciamento de pacotes nativo através do Cargo.
Cargo: O Coração do Ecossistema Rust
Cargo é o gerenciador de pacotes padrão do Rust. Com ele, você pode instalar pacotes de crates, o repositório de pacotes Rust. Cargo não é apenas um gerenciador de pacotes, que permite buscar, instalar e gerenciar pacotes; ele também atua como executor de testes, gerador de documentação e sistema de compilação.
Com este panorama do Rust em mente, vamos analisar alguns de seus recursos que a destacam como uma linguagem de sistemas de ampla adoção.
Mensagens de Erro Detalhadas
Para desenvolvedores, especialmente os iniciantes, a depuração de código é uma etapa crucial. Mensagens de erro claras e informativas são essenciais para acelerar esse processo.
O Rust se sobressai nesse aspecto, oferecendo mensagens que guiam o desenvolvedor na resolução de problemas.
Analisando uma Mensagem de Erro
Quando seu código não compila, Rust fornece mensagens de erro que detalham exatamente o que precisa ser corrigido e onde.
No exemplo abaixo, a variável `num2` está definida dentro da função `inner()`, portanto, restrita ao escopo dessa função. Tentar acessá-la fora desse escopo resultará em um erro:
fn main() {
let num1 = 10;
fn inner(){
let num2 = 9;
}
println!("O valor de num2 é: {}", num2);
}
A mensagem de erro do Rust indica o problema com precisão:
error[E0425]: não é possível encontrar o valor `num2` neste escopo
--> src/main.rs:6:42
|
6 | println!("O valor de num2 é: {}", num2);
| ^^^^ ajuda: uma variável local com nome similar existe: `num1`
Avisos Durante a Compilação
O compilador Rust também emite avisos úteis sobre possíveis problemas no código. Por exemplo, se você define uma variável e não a utiliza, o compilador gera um aviso, como demonstrado abaixo.
fn main() {
let num1 = 10;
let num2 = 9;
println!("O valor de num1 é: {}", num1);
}
Aqui, a variável `num2` é declarada, mas não usada.
warning: variável não utilizada: `num2` --> src/main.rs:3:9 | 3 | let num2 = 9; | ^^^^ ajuda: se isso for intencional, prefixe-o com um sublinhado: `_num2` |
Tipagem Forte
O sistema de tipos do Rust é outra razão pela qual ele é uma boa opção. Rust é uma linguagem fortemente tipada, o que significa que não permite coerção de tipo implícita, onde um valor é automaticamente convertido de um tipo de dados para outro.
Em Python, o código abaixo é executado sem erros, pois um número diferente de zero é avaliado como `True`, permitindo que a instrução `if` seja executada, mesmo que 10 seja um inteiro, e não um booleano:
num1 = 10
if num1:
num2 = 9
print(f"num2 é {num2}")
# Saída: num2 é 9
Rust, por outro lado, não realiza coerção de tipos, o que significa que o código abaixo gera um erro:
fn main() {
let num1 = 10;
if num1{
let num2 = 9;
}
}
O erro reporta uma incompatibilidade de tipos, onde um booleano era esperado, mas um inteiro foi encontrado:
error[E0308]: tipos incompatíveis
--> src/main.rs:3:8
|
3 | if num1{
| ^^^^ esperado `bool`, encontrado inteiro
Segurança de Memória
A segurança de memória é um recurso chave do Rust. Vamos explorar superficialmente como ela funciona.
Inicialização de Variáveis
Em Rust, toda variável deve ser inicializada antes de ser usada. Em C, o código abaixo compila e executa sem erros, porém, o valor da variável `num` não inicializada é um valor aleatório.
#include <stdio.h>
int main(void) {
int num;
printf("O valor de num é %d", num);
return 0;
}
// Saída: O valor de num é 0
Rust, no entanto, gera um erro de compilação se você tentar algo similar. Rust não possui coleta de lixo.
fn main() {
let num:i32;
println!("O valor de num é: {}",num);
}
error[E0381]: ligação usada `num` não está inicializada
--> src/main.rs:3:40
|
2 | let num:i32;
| --- ligação declarada aqui, mas não inicializada
3 | println!("O valor de num é: {}",num);
| ^^^ `num` usado aqui, mas não está inicializado
|
Segurança de Memória em Tempo de Compilação
Rust garante a segurança de memória em tempo de compilação. Em um exemplo, mesmo que a condição `if` seja sempre `true`, geramos um erro ao tentar imprimir o valor de `num`, pois a avaliação condicional é em tempo de execução.
fn main() {
let num:i32;
if true{
num = 100;
}
println!("O valor de num é: {}", num);
}
O compilador não consegue garantir que `num` tenha um valor em tempo de compilação.
error[E0381]: ligação usada `num` possivelmente não inicializada
--> src/main.rs:6:41
|
2 | let num:i32;
| --- ligação declarada aqui, mas não inicializada
3 | if true{
| ---- se esta condição `if` for `false`, `num` não será inicializado
4 | num = 100;
5 | }
| - um braço `else` pode estar faltando aqui, inicializando `num`
6 | println!("O valor de num é: {}", num);
| ^^^ `num` usado aqui, mas possivelmente não inicializado
Com uma instrução `else`, garantimos que `num` terá um valor, e o código executará sem erros, pois o compilador consegue determinar que `num` terá um valor em tempo de compilação.
fn main() {
let num:i32;
if true{
num = 100;
}
else{
num = 50;
}
println!("O valor de num é: {}", num);
}
O valor de num é: 100
Imutabilidade de Variáveis
Variáveis em Rust são imutáveis por padrão. Isso evita a sobreescrita acidental de valores. O exemplo abaixo demonstra isso:
fn main() {
let num1 = 10;
num1 = 5;
println!("O valor de num1 é: {}", num1);
}
Ao tentar reatribuir `num1`, que foi inicializado com 10, para 5, o compilador gera um erro informando que não é possível atribuir um valor a uma variável imutável.
error[E0384]: não é possível atribuir duas vezes à variável imutável `num1` --> src/main.rs:3:5 | 2 | let num1 = 10; | ---- | | | primeira atribuição a `num1` | ajuda: considere tornar esta ligação mutável: `mut num1` 3 | num1 = 5; | ^^^^^^^^ não é possível atribuir duas vezes a variável imutável
Propriedade e Empréstimo
A propriedade é um mecanismo fundamental do Rust para garantir a segurança de memória. A lógica da propriedade pode ser resumida da seguinte forma:
Cada objeto possui um e apenas um proprietário. Quando o proprietário sai do escopo, o objeto é descartado.
No exemplo, inicializamos a string `str1` e movemos seu valor para `str2`. Como cada objeto pode ter apenas um proprietário, `str1` é descartada ao mover seu valor para `str2`:
fn main() {
let str1 = String::from("Rust");
let str2 = str1;
println!("O valor de str1 é: {}", str1);
}
error[E0382]: empréstimo de valor movido: `str1`
--> src/main.rs:4:42
|
2 | let str1 = String::from("Rust");
| ---- movimento ocorre porque `str1` tem tipo `String`, que não implementa a trait `Copy`
3 | let str2 = str1;
| ---- valor movido aqui
4 | println!("O valor de str1 é: {}", str1);
| ^^^^ valor emprestado aqui após o movimento
Embora essa lógica seja intuitiva, é crucial entender os conceitos de empréstimo e referências para melhor avaliar como funciona a propriedade.
Desenvolvimento Ágil
Até agora, vimos diversos recursos do Rust, incluindo:
- Otimização para velocidade e segurança.
- Ferramenta de gerenciamento de pacotes e sistema de construção integrados.
- Biblioteca padrão abrangente.
Rust oferece tudo o que um desenvolvedor precisa, permitindo o desenvolvimento rápido de aplicativos com depuração mínima e compilações mais velozes.
Desenvolvimento Multiplataforma
Rust permite o desenvolvimento na plataforma de sua preferência. Ele oferece suporte para Linux, macOS e Windows.
O desenvolvimento de aplicações é facilitado, permitindo a compilação do código-fonte Rust em um executável, sem depender de ferramentas de compilação e compiladores externos.
Uma comunidade engajada é essencial para sua jornada de aprendizado. Rust possui uma grande base de usuários em constante crescimento.
A popularidade do Rust na pesquisa do StackOverflow indica a existência de uma grande comunidade, com muitos desenvolvedores experientes dispostos a compartilhar conhecimento e experiências.
Além da documentação oficial, existe um site de documentação gerado pela comunidade e um fórum de discussão. Você também pode encontrar discussões relevantes no subreddit do Rust e em grupos do LinkedIn.
Recursos de Aprendizado para Iniciar sua Jornada Rust
Esta seção apresenta alguns recursos para auxiliar no seu aprendizado do Rust. Esta lista não é exaustiva, mas inclui tutoriais, cursos e livros recomendados para auxiliar você em sua jornada.
#1. Rust Por Exemplo
Rust By Example aborda os fundamentos do Rust e bibliotecas padrão através de exemplos práticos, que você pode executar em um editor online.
Os tópicos incluem crates, Cargo, genéricos, traits, tratamento de erros e mais.
#2. Rustlings
Rustlings é outro recurso de aprendizado oficial. Ele requer a configuração de um ambiente de desenvolvimento local, clonando um repositório de exemplo e resolvendo problemas para aprender os conceitos.
#3. Exercism Rust Track
O Rust Track no Exercism oferece mais de 100 exercícios para testar seu conhecimento de Rust. Exercism é uma plataforma gratuita onde você pode ser guiado por programadores experientes.
#4. Ultimate Rust Crash Course
O Ultimate Rust Crash Course, ministrado por Nathan Stocks na Udemy, aborda:
- Fundamentos da programação Rust
- Sistema modular
- Tipos de dados e fluxo de controle
- Referências e empréstimo
- Structs, traits e coleções
#5. Ultimate Rust 2: Conceitos Intermediários
Ultimate Rust 2 é um curso que aborda:
- Closures
- Iterators
- Tratamento de erros
- Testes unitários e de integração
- Logging, multithreading e canais
#6. Rust lang: O Guia Completo para Iniciantes 2023
Este curso da Udemy, ministrado por Catalin Stefan, cobre:
- Fundamentos do Rust
- Tipos de dados e estruturas de controle
- Funções e Traits
- Gerenciamento de memória
- Concorrência
#7. Programming Rust: Desenvolvimento de Sistemas Rápido e Seguro
Programming Rust, da O’Reilly, ensina:
- Tipos de dados fundamentais
- Propriedade e empréstimo
- Programação assíncrona
- Aplicações multithreading rápidas
- Closures, iteradores
- Coleções
#8. A Linguagem de Programação Rust, 2ª Edição
A Linguagem de Programação Rust, escrita por colaboradores da comunidade Rust, aborda:
- Propriedade e empréstimo
- Genéricos, traits
- Ponteiros inteligentes, multithreading
- Testes e tratamento de erros
#9. O Guia Completo de Referência de Programação Rust
O Guia Completo de Referência de Programação Rust, da Packt, abrange:
- Implementação de estruturas de dados
- Escrita de componentes reutilizáveis
- Design de algoritmos para aplicações multithreaded
- Aplicações Rust em WebAssembly, rede e linha de comando
#10. Projetos Criativos para Programadores Rust
Para desenvolvedores experientes, a prática com projetos é um ótimo meio de aprender. Projetos Criativos para Programadores Rust, da Packt, ensina através de projetos como:
- Construção de serviços web RESTful
- Jogos 2D
- Desenvolvimento web com WebAssembly
- Emuladores de linguagem de máquina
- E mais!
Conclusão
Este artigo apresentou uma visão geral do Rust, abordando desde sua segurança de memória até seu gerenciamento de pacotes e outras funcionalidades. Também listamos diversos recursos para facilitar o seu aprendizado.
Seu próximo passo pode ser escolher um ou mais desses recursos para começar a se aprofundar no Rust. Bons estudos!
Você também pode explorar alguns dos melhores provedores de hospedagem de servidores Rust.