最近 Reddit 上有人在提问：

在其他条件相同的情况下，什么方法会让 Rust 实现比 C 实现更快？

我觉得这个问题很好，也很有趣！这个问题其实很难回答，因为它最终取决于“万物皆同”的具体含义。

我觉得这也使得语言之间的比较变得困难。可以通过以下几种方式来论证事物“相同”和“不同”，以及它们对运行时性能的影响。

内联汇编

Rust 语言内置了内联汇编。而 C 语言则将内联汇编作为一种非常常见的编译器扩展，以至于说它不是该语言的一部分都是一种有争议的吹毛求疵。

来看 Rust 语言中的一个代码示例：

以下是一个函数rdtsc用来读取时间戳，并返回其值。以下是 C 语言的代码实现示例：

#include <stdint.h>

uint64_t rdtsc(void)
{
    uint32_t lo, hi;
    __asm__ __volatile__ (
        "rdtsc"
        : "=a"(lo), "=d"(hi)
    );
    return ((uint64_t)hi << 32) | lo;
}

以下是在 rustc1.87.0和 clang下20.1.0相同功能的程序：

rdtsc:
        rdtsc
        shl     rdx, 32
        mov     eax, eax
        or      rax, rdx
        ret

以下是在线编译网站 Godbolt 上的链接：

https://godbolt.org/z/f7K8cfnx7

这算吗？我不知道。我觉得这跟问题本身没太大关系，但至少是回答问题的一种方式。

类似的代码，不同的结果

Rust 和 C 语言对于类似的代码可以有不同的语义。以下是 Rust 中的一个结构体：

struct Rust {
    x: u32,
    y: u64,
    z: u32,

这是 C 语言中的“相同”结构：

struct C {
    uint32_t x;
    uint64_t y;
    uint32_t z;
};

在 Rust 中，这个结构是 16 个字节（同样在 x86_64 上），而在 C 中，它是 24 个字节。这是由于 Rust 可以自由地重新排序字段以优化大小，而 C 语言则不能。

社会因素

有些人报告说，由于 Rust 的安全检查机制，他们更愿意编写比同等 C（或 C++）更“危险”的代码，因为在 C（或 C++）中，他们会进行更多复制以确保代码更安全。从同一个项目中的相同开发人员的角度来看，这似乎是“相同的”，但由于判断调用，代码会有所不同。

很久以前有一个示例是 Stylo 项目。Mozilla 曾两次尝试用 C++ 并行化 Firefox 浏览器的样式布局，但两次都失败了。因为多线程处理太棘手，难以实现。第三次，他们使用了 Rust，并成功交付。

这是同一个项目（虽然我认为不是同一个程序员），由同一个组织开发，但一次可行，一次则不行。

类似的问题也适用：假设我们有一个初级开发人员，他同时编写 Rust 和 C 语言来完成同一个任务。我们能否用其中一种语言写出更快的代码呢？这个问题取决于他的能力水平，但与编写同一份代码无关。这“一样”吗？我不知道。如果同一个任务交给两种语言的专家，一个非常精通 Rust 但不了解 C 语言的人，反之亦然，会怎么样呢？这个与初级开发人员或“普通”开发人员有什么区别？

编译时与运行时？

另一位 Reddit 用户在问题底部追问道：

我不是 Rust 专家，但大多数（所有？）安全检查不是都是编译时检查吗？它们应该不会对运行时产生任何影响。

这也是好问题！这部分是默认设置不同的另一个例子。

比如，array[0]的这种声明在两种语言中均有效。

Rust 语言在运行时会进行边界检查。而 C 语言则没有这种能力。在 Rust 中，我可以写array.get_unchecked(0)，并获得 C 的语义。在 C 语言中，我需要编写边界检查来获得 Rust 的语义。

在 Rust 中，如果编译器能够证明它是安全的，那么该检查可能会被优化掉。在 C 语言中，如果我们手写边界检查，如果编译器能够证明它是安全的，那么该检查也可能被优化掉。

Rust 的许多安全检查是在编译时进行的，但也有一些工作是在运行时进行的。但这又引出了另一个有趣的问题：编译时检查可能会导致你为同一任务编写与 C 语言不同的代码。

一个常见的例子是使用索引而不是指针，这意味着生成的代码执行方式的不同。这种检查真的“在编译时”进行吗？从技术层面，在微观层面，是这样的。但在工程层面可能并非如此！

结论

我认为这个问题最重要的部分与所谓的可能性有关，即：

1. 如果我们假设 C 是“最快的语言”，无论这意味着什么；
2. Rust 不能做同样的事情，是否存在内部原因？

我认为答案是“否”，即使忽略内联汇编的情况也是如此。所以在这个最重要的、最根本的层面上，答案是“两者之间没有区别”。

但我们通常不会谈论这些。我们通常会在工程的背景下讨论某个事情，比如一个特定的项目，有特定的开发人员，有特定的时间限制等等。我认为这里变量太多，很难得出普遍的结论。

原文：

https://steveklabnik.com/writing/is-rust-faster-than-c