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“过早的优化是万恶之源”——Donald Knuth

Rust 中的性能优化就是让你的程序运行得更快并使用更少的计算机资源。让我们探索一些易于理解的技术，可以帮助您编写更快的 Rust 代码。

1. 使用正确的数据结构

为您的数据选择正确的容器。

将数据结构想象成不同类型的盒子。有些盒子非常适合存储大量相似的物品（例如 Vec<T> ），而另一些盒子则非常适合将成对的物品存放在一起（例如 HashMap<K, V> ）。选择正确的“盒子”可以让你的程序运行得更快。

示例：使用 Vec<T> 作为数字列表

fn main() { let mut numbers = Vec::with_capacity(5); // Create a box that can hold 5 numbers numbers.extend_from_slice(&[1, 2, 3, 4, 5]); // Put 5 numbers in the box efficiently }

2.利用零成本抽象

编写清晰的代码，其运行速度与复杂的代码一样快。

Rust 可让您编写易于阅读的代码，计算机可以将其转换为非常快速的指令。这就像有一个神奇的翻译器，可以将您简单的指示变成超级高效的计划。

示例：使用迭代器（就像数据的智能传送带）

fn sum_of_squares(numbers: &[i32]) -> i32 { numbers.iter().map(|&x| x * x).sum() }

3. 最小化分配

避免不断地请求新的内存。

每当你的程序需要新的内存时，就像去商店一样。如果你去得太频繁，你就会浪费时间。相反，尽可能尝试重复使用您拥有的东西或借用东西（使用参考文献）。

使用参考文献（借用而不是复制）

fn process_data(data: &[u8]) -> usize { // Working with the data without making a copy data.len() }

4. 分析你的代码

使用工具来查找程序中缓慢的部分。

分析就像使用秒表来计时比赛的不同部分。它可以帮助您找到代码的哪些部分花费的时间太长，以便您知道需要改进哪些部分。

5. 使用发布模式构建

告诉 Rust 制作你的程序的最快版本。

完成开发后，使用 –release 标志。这就像告诉 Rust 不要再犹豫并使用所有的速度技巧。

cargo build --release

6. 利用 Rust 的所有权系统

使用 Rust 的数据处理规则可以让你的程序运行得更快。

Rust 对于如何使用数据有特殊的规则。这些规则可能看起来很严格，但它们可以帮助您的程序快速运行并避免常见错误。

示例：移动语义（赠送数据而不是复制数据）

fn main() { let mut str = String::from("Bravo"); process_string(str); // Give 'str' to the function, don't make a copy // 'str' is no longer available here }

fn process_string(str: String) { // Do something with str }

7. 明智地使用不安全的东西

有时会违反安全规则，但这样做时要非常小心。

Rust 有安全防护装置来防止错误。有时，您可以绕过这些以提高速度，但这就像禁用电动工具上的安全装置一样——有时有用，但有风险。

8. 优化并行性

让你的程序同时做很多事情。

如果您的计算机有多个核心（例如有多个工作线程），您可以将任务分配给它们以更快地完成。

示例：并行处理（例如让多个工作人员对数字进行求和）

use rayon::prelude::*;

fn parallel_sum(numbers: &[i32]) -> i32 { numbers.par_iter().sum() }

9. 使用适当的类型

为您的数据选择正确类型的变量。

为您的数据选择正确的类型就像为工作选择正确的工具一样。使用 u32 表示正数就像在需要锤子而不是螺丝刀时使用锤子一样。

10. 基准测试和迭代

测量你的程序有多快，然后尝试改进它。

使用工具来准确计时您的程序。然后，进行更改并再次测量，看看速度是否变得更快。这就像调整汽车发动机一样——测量、调整并重复。

示例：使用 Criterion 进行精确计时

use criterion::{black_box, criterion_group, criterion_main, Criterion};

fn fibonacci(n: u64) -> u64 { match n { 0 => 1, 1 => 1, n => fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2), } }fn criterion_benchmark(c: &mut Criterion) { c.bench_function("fib 20", |b| b.iter(|| fibonacci(black_box(20)))); }criterion_group!(benches, criterion_benchmark); criterion_main!(benches);

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