Rendimiento de Rust vs C++: cuando la velocidad importa

C++ es un venerable lenguaje de programación que tiene más de treinta y seis años. ¿Puede el recién llegado Rust igualar su versatilidad y velocidad?

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C++ es un lenguaje de programación venerable con más de 36 años de historia. Es un elemento básico en el panorama de la programación, y la mayoría de las personas, incluso aquellas que no trabajan o no están interesadas en la tecnología, probablemente hayan oído hablar de él en algún momento.

Entonces, ¿puede el recién llegado Rust, lanzado a principios de 2010, igualar la versatilidad, velocidad y otras cualidades de C++, su contraparte mucho más antigua? A diferencia de C++, Rust no es tan conocido. Pero, por supuesto, eso muy bien podría cambiar.

Infografía que compara las características de Rust y C++ con puntos de referencia de rendimiento, facilidad de uso y más.

Hoy en día, hay muchos desarrolladores de Rust que confían en el lenguaje, al igual que hay muchos programadores que confían en C++. Y los dos idiomas se comparan a menudo, gracias a ciertas características superpuestas que ambos poseen. Aquí, evaluaremos las características clave que ofrecen Rust y C++ y presentaremos una imagen más clara de Rust vs C++ en general, especialmente en términos del rendimiento que cada uno puede proporcionar.

Aspecto C++ Óxido
Seguridad de la memoria Propenso a problemas de seguridad de la memoria (por ejemplo, desbordamientos del búfer) Diseñado teniendo en cuenta la seguridad de la memoria, evita errores comunes mediante el modelo de propiedad
concurrencia Ofrece control manual pero puede ser propenso a errores. Proporciona primitivas de concurrencia más seguras, lo que hace que la programación concurrente sea más confiable
Rendimiento en tiempo de ejecución Altamente optimizado, con control sobre detalles de bajo nivel. Comparable a C++, ligeramente sobrecargado debido a controles de seguridad
Velocidad de compilación Varía, pero puede ser lento para proyectos grandes. Generalmente más lento debido a comprobaciones de seguridad de compilación más complejas
Manejo de errores El uso de excepciones puede generar una sobrecarga de rendimiento Utiliza el patrón Resultado/Opción, que puede ser más predecible en términos de rendimiento.
Biblioteca estándar Amplio, con muchas piezas heredadas. Moderno y minimalista, centrado en la seguridad y el rendimiento.
Flexibilidad de casos de uso Ampliamente utilizado en diversos dominios, incluidos sistemas y programación de juegos. Cada vez más utilizado para programación de sistemas, ensamblaje web y sistemas integrados.

C++ en pocas palabras

Primero, echemos un vistazo a C++ y cómo y por qué los desarrolladores lo usan hoy en día. Y ninguna discusión sobre C++ está completa sin mencionar C y la familia C en general.

C y su primo orientado a objetos C++ son dos de los lenguajes de programación más conocidos y venerados del mercado. Cuando la velocidad es el factor principal en el desarrollo de software o cuando la gestión de recursos es un problema, estos dos lenguajes siguen siendo la opción predeterminada, incluso décadas después de su creación. De hecho, C se remonta incluso más atrás que C++, su rama, en 1978.

Cada pocos años, un individuo o un grupo de desarrolladores intentará construir y lanzar lo que se conoce como "C Killers", lenguajes de programación diseñados desde cero para brindar los mismos beneficios que la familia C, mientras intentan dan cuenta de algunos de los problemas más conocidos de los asociados de la familia C al mismo tiempo. Estos aspirantes a asesinos C generalmente tienen un éxito desigual.

A modo de ejemplo, tenemos Java y C#, los cuales son increíbles y han creado excelentes recursos y comunidades. Y si se tiene en cuenta el mercado móvil, probablemente Java se haya convertido en el lenguaje de programación más utilizado del mundo.

Óxido en pocas palabras

Rust, como señalamos, es un lenguaje mucho más nuevo. Se presentó como un lenguaje de programación potente, multifuncional y muy rápido centrado tanto en la seguridad como en el rendimiento. Rust es un ejemplo de uno de los lenguajes más nuevos que ha sido considerado un “asesino de C”.

Desafortunadamente para aquellos ansiosos por ver a la familia C desaparecer para siempre, no parece que Rust sea necesariamente el indicado, aunque aún así ha surgido como un lenguaje excelente y útil por derecho propio.

Además, Rust hace muchas cosas bien y es una alternativa increíble para las personas que buscan lenguajes de programación potentes con sensibilidades modernas. Veremos a continuación algunas de sus capacidades y cualidades.

una nota rapida

Antes de continuar, una advertencia: aquí, al evaluar estos dos lenguajes, no pensamos sólo en la velocidad. Comparar objetivamente la velocidad de los lenguajes es difícil ya que hay muchas variables involucradas, desde cómo cada lenguaje maneja ciertas tareas hasta la experiencia y la inventiva del desarrollador que escribe el código. Sin embargo, podemos utilizar algunas métricas para comparar la velocidad y el rendimiento de manera imparcial. Aclararemos esto un poco más a continuación.

Un ejemplo rápido: Python se considera uno de los lenguajes más lentos del mercado, pero un desarrollador avanzado de Python puede crear programas más rápido que una persona que trabaja en C por primera vez.

Es importante tener esto en cuenta al revisar la sección sobre información de evaluación comparativa y la tabla que proporcionamos a continuación. Las métricas de evaluación comparativa imparciales, aunque difíciles de evaluar cuando se compara el código Rust y el código C++, brindan una imagen más clara de la velocidad y el rendimiento generales.

Ahora que hemos aclarado esto, profundicemos en las características de Rust y compárelas con C++ para determinar qué lenguaje es mejor para su proyecto.

Puntos de referencia de rendimiento de Rust vs C++

Aunque es bastante difícil evaluar el rendimiento del lenguaje Rust y C++, es posible y se empieza mirando el código fuente. Aquí hay un excelente recurso para comprender mejor la comparación entre C++ y Rust en términos de puntos de referencia de rendimiento, y puede echar un vistazo más de cerca a la siguiente tabla para comprenderlos mejor.

En resumen, aunque el código Rust y el código C++ son comparables en términos de velocidad y rendimiento general, Rust generalmente supera a C++ en varios casos cuando consideramos una evaluación comparativa imparcial.

Nivel alto y nivel bajo

Tanto C++ como Rust se consideran lenguajes de “bajo nivel”, o al menos de nivel inferior que otros lenguajes populares de alto nivel como Javascript o el ya mencionado Python. ¿Pero qué significa esto exactamente?

Las computadoras siguen instrucciones aritméticas y lógicas para realizar cualquier tarea para la que están programadas. Por ejemplo, para mostrar el texto que estás leyendo ahora, tu CPU envía una señal a través de corrientes eléctricas dando instrucciones sobre el color de cada píxel, creando la imagen que estás viendo.

Una computadora no sabe qué es la letra A, pero siguiendo instrucciones matemáticas puede dibujarla en una pantalla. Estas instrucciones se llaman código de máquina. En el otro extremo del espectro está el lenguaje natural, la forma en que los humanos hablamos, leemos, escribimos y nos comunicamos entre nosotros.

Un lenguaje de programación básicamente sirve como intermediario entre el código de máquina y el lenguaje humano. Es la forma en que nos comunicamos con las máquinas y, por tanto, puede resultar más o menos difícil de traducir y comprender. Básicamente, los desarrolladores están dando a las máquinas conjuntos de instrucciones sobre cómo actuar y comportarse a través de lenguajes de programación, pero no tenemos el mismo vocabulario, razón por la cual estos lenguajes son necesarios.

En resumen entonces: cuando alguien dice que un lenguaje es de bajo nivel, lo que está diciendo es que está más cerca del código máquina que de la forma en que hablamos y nos comunicamos.

Cuanto mayor es el nivel de un lenguaje, más se parece al lenguaje humano, pero al mismo tiempo se necesita más potencia de procesamiento para transformar este programa en código de máquina. Es por eso que lenguajes como Python son muy legibles, pero también lentos y mal optimizados.

Baste decir que Rust y C++ satisfacen una necesidad muy similar: código que sea legible pero que pueda ejecutarse lo suficientemente rápido para software pesado como sistemas operativos o controladores.

Óxido: la seguridad es lo primero

Gráfico de líneas que muestra el rendimiento de Rust en comparación con C++ en métricas de evaluación comparativa imparciales.

Rust fue creado en 2010 por la Fundación Mozilla. Comenzó como un proyecto paralelo para uno de los desarrolladores que creció rápidamente cuando la fundación se dio cuenta del potencial que tenía para desarrollar su software. Esta fue una evaluación que resultó cierta, ya que en su corta vida útil, Rust se convirtió en uno de los lenguajes más queridos entre los desarrolladores.

Una de las principales razones por las que esto sucedió es que Rust tiene dos características destacadas que lo diferencian de sus competidores: concurrencia segura y seguridad de la memoria.

La concurrencia es la capacidad de un programa o software de ejecutar varias de sus partes desordenadas y/o en orden parcial, lo que a su vez significa que se puede tener ejecución paralela de procesos simultáneos.

Digamos que tienes un programa con 10 instrucciones. En lugar de ejecutar cada una a la vez, puedes tener varios procesadores ejecutando múltiples instrucciones simultáneamente, logrando el mismo resultado en menos tiempo.

Mientras que otros lenguajes dejan el subproceso en manos del desarrollador, el subproceso manual requiere un nivel de conocimiento que no todos los desarrolladores tienen. Rust verifica la propiedad estáticamente para garantizar que un desarrollador no esté creando un error sin darse cuenta al hacer que el programa acceda a la información cuando no debería.

Lo mismo ocurre con la gestión de la memoria. Normalmente, la memoria es manipulada directamente por el desarrollador o se deja para lo que se conoce como recolección de basura, es decir, dejar que la computadora descubra qué información ya no se utiliza y libera memoria.

Si bien la recolección de basura es increíble, puede ser bastante lenta y los desarrolladores expertos a menudo la encuentran restrictiva. En lugar de GC, Rust evita punteros nulos, punteros colgantes o carreras de datos, junto con código seguro. Menos errores significan tiempos de desarrollo más rápidos.

En pocas palabras, Rust es como conducir un auto de carreras con cinturón de seguridad: es un salvavidas para alguien que recién está aprendiendo a conducir y es una buena medida de seguridad para un conductor experimentado, incluso si es poco probable que choque. De eso se trata la seguridad de la memoria.

C++: el sueño del calderero

C++ tiene 36 años y en ese tiempo ha acumulado miles y miles de bibliotecas, así como una base de conocimientos que es simplemente desconcertante. No importa cuán loca o descabellada sea su idea, es probable que alguien ya haya hecho algo similar en C++.

Además, C++ es el sueño de cualquier manitas hecho realidad. Pocos lenguajes ofrecen tanta libertad al desarrollador como la familia C. Como un Stradivarius finamente afinado, es una herramienta que en manos de un maestro puede crear verdaderamente una obra de arte.

¿Tienes un sistema operativo Windows? Estás usando C++. ¿Te gusta YouTube? Este es el lenguaje que maneja el procesamiento de video. ¿Alguna vez has jugado a un juego creado con el motor Unreal? Esto también se ejecuta en C++. No existe mejor ejemplo del concepto de lenguaje multipropósito.

Como empresa que busca desarrolladores, la reserva de talentos para programadores de C++ es mil veces mayor que la de Rust, al menos por ahora. ¿Quién sabe cómo será la distribución dentro de 10 años?

Más bibliotecas significan menos tiempo de desarrollo, ya que hay más herramientas disponibles para que los desarrolladores las utilicen libremente y, en resumen, hay mucha evidencia de que C++ sigue siendo el lenguaje orientado a objetos más rápido disponible.

C++ vs. Óxido – Facilidad de uso

No hay duda de que Rust es mucho más fácil de usar que C++. También tiene una curva de aprendizaje significativamente más baja, junto con un amplio soporte comunitario, bibliotecas, herramientas, documentación y recursos adicionales que los recién llegados a Rust pueden aprovechar al aprender el idioma.

A diferencia del lenguaje Rust, C++ se considera ampliamente un lenguaje difícil y complejo de manejar, y sólo los desarrolladores muy experimentados recurren a este lenguaje con frecuencia. Por un lado, C++ incluye una multitud de dialectos diversos que los desarrolladores deben aprender antes de poder utilizar C++ por completo.

También tenga en cuenta que Rust a menudo se ubica como uno de los lenguajes más queridos del mundo en la encuesta anual de desarrolladores de Stack Overflow, mientras que C++ a menudo figura en la lista de los más temidos. Esto no debería sorprender a los desarrolladores, muchos de los cuales han abandonado C++ en los últimos años, a menudo en favor de Rust como una mejor alternativa.

El futuro de Rust y C++

Como puede ver, existen muchos pros y contras de usar Rust y C++. Y quizás te estés preguntando: ¿cómo será el futuro de estos dos lenguajes un tanto parecidos?

El hecho es, por supuesto, que ninguno de nosotros tiene esa respuesta. C++ supera a Rust en términos de longevidad, pero como sabemos muy bien, no es tan difícil que los lenguajes pierdan popularidad e incluso se retiren por completo. Aun así, C++ sigue disfrutando de un amplio apoyo de la comunidad.

Mientras tanto, Rust aporta muchas ventajas, como facilidad de uso y baja curva de aprendizaje. Esto significa que es más probable que atraiga a un mayor número de programadores, especialmente aquellos que son nuevos en el campo, en los próximos años. También brilla en el caso del consumo de memoria y tiene menos problemas de seguridad de la memoria. Dicho esto, tiene una comunidad mucho más pequeña, quizás debido a su corta edad. Y, por supuesto, esto podría cambiar en el futuro.

Entonces, ¿podemos predecir qué pasará con Rust y C++? Parece poco probable que alguno de ellos desaparezca en un futuro próximo. C++, junto con su familia de lenguajes C, sigue siendo un elemento básico en el espacio de programación e incluso es la primera opción a la que recurren los desarrolladores cuando trabajan en ciertos tipos de proyectos.

Y aunque Rust es un lenguaje más nuevo, sólo está ganando popularidad. En 2022, fue coronado como el idioma más querido en la encuesta para desarrolladores de Stack Overflow, marcando su séptimo año consecutivo en esta posición. Así que también está claro que Rust va en aumento.

En definitiva, podemos esperar largos e ilustres caminos para estas dos importantes lenguas.

¿Cuál elegir?

Desarrollador profesional con visos de Rust y C++, destacando la necesidad de elegir entre los dos lenguajes.

Esta comparación es bastante confusa y sería un flaco favor señalar un idioma y declararlo ganador. Afortunadamente, no es necesario que haya uno: Rust y C++ son muy similares y la integración entre ellos es posible. Ambos lenguajes han demostrado ser activos invaluables en el desarrollo de software.

Si su proyecto requiere velocidad, entonces no puede equivocarse con ninguna de las opciones: es simplemente una preferencia entre la seguridad de Rust o la personalización de C++, junto con otras características que vienen con ambas opciones.

Que considerar

Dicho esto, hemos revisado las fortalezas y limitaciones de ambos idiomas y usted puede juzgar por sí mismo cuál es la mejor opción para su proyecto o proyectos. Después de todo, como probablemente ya habrás notado, los desarrolladores aplican Rust y C++ a diferentes tipos de trabajo y de diferentes maneras, aunque a menudo hay cierta superposición en términos de qué proyectos son apropiados para los dos.

Entonces, cuando piense en la mejor opción entre Rust y C++, piense en características como:

  • La experiencia y antigüedad de sus desarrolladores o bases de desarrolladores que puede aprovechar
  • La importancia del código de alto rendimiento para su proyecto
  • Seguridad de la memoria y gestión de la memoria
  • Apoyo comunitario y recursos disponibles
  • Tus baterías actuales
  • Los sistemas operativos en los que desea que se ejecute su programa o sistema
  • Las funciones necesarias que debes realizar.
  • Los tipos y la complejidad de los proyectos en los que normalmente trabaja en su organización.
  • Cualquier otro factor que considere importante para usted y su negocio.

Estos, por supuesto, son sólo algunos de los muchos factores que influirán en su decisión. Realmente depende del producto o proyecto único que esté creando. Basta decir que hay algunos casos en los que tanto C++ como Rust aparecerán en las pilas de una empresa, especialmente cuando tienen un catálogo de productos y un arsenal grande y variado.

Preguntas frecuentes sobre Rust y C++

¿C++ es más rápido que Rust?

C++ no es necesariamente más rápido que Rust. Es difícil comparar directamente los dos idiomas en términos de velocidad y rendimiento. En términos generales, Rust y C++ son comparables en términos de velocidad y rendimiento general, pero cuando tomamos en cuenta una evaluación comparativa imparcial, hay muchos casos en los que Rust funcionará incluso mejor que su contraparte.

¿Por qué Rust es más lento que C++?

Muchos desarrolladores creen que Rust es más lento que C++, pero esto no es necesariamente cierto. A primera vista, puede parecer que Rust es más lento que C++, pero eso es solo cuando se mira el panorama general, no los datos de evaluación comparativa imparciales que es esencial considerar al comparar directamente Rust con C++ en términos de rendimiento.

De hecho, aunque los desarrolladores a veces pueden escribir y ejecutar programas C++ más rápido que los programas Rust, al hacerlo están ignorando muchos de los errores fundamentales del lenguaje, lo que probablemente conducirá a problemas más extensos en el futuro.

¿Es Rust más fácil de aprender que C++?

Rust se considera ampliamente más fácil de aprender que C++. C++ es notoriamente difícil, y los desarrolladores experimentados y de alto nivel recurren principalmente a él. Mientras tanto, se cree que Rust tiene una curva de aprendizaje baja. También es fácil de usar y tiene varias funciones para ayudar a los desarrolladores nuevos en el idioma a comenzar. Dicho esto, C++ tiene una gran comunidad de soporte disponible para brindar asistencia cuando sea necesario.

¿Está ganando popularidad el óxido?

La popularidad de la roya crece cada año. En 2022, marcó su séptimo año consecutivo como el lenguaje más querido en la encuesta anual de desarrolladores de Stack Overflow, y el 87 % de los encuestados dijeron que planeaban seguir usándolo. Mientras tanto, empató con Python como la tecnología más buscada en la misma encuesta. Entonces es justo decir que Rust ya es popular y continúa aumentando.

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