系統級程式設計與進階主題

📖 學習目標

理解 Rust 的系統級程式設計特性，學會使用 unsafe 程式碼、巨集系統、效能最佳化技術，掌握底層程式設計概念。

---

🎯 系統級程式設計對比

JavaScript 的高階抽象

JavaScript 執行在虛擬機器中，提供高階抽象：

Rust 的系統級程式設計

Rust 提供直接的記憶體控制和系統級存取：

系統程式設計差異

1. 記憶體管理: Rust 允許使用 unsafe 進行手動記憶體管理，而 JavaScript 有自動垃圾回收。
2. 指標: Rust 有真正的指標，而 JavaScript 沒有。
3. 效能: Rust 提供對效能的精細控制，而 JavaScript 的效能由其引擎管理。
4. 安全性: Rust 的 unsafe 區塊允許繞過安全檢查，需要謹慎處理。

---

🔧 巨集系統

程序性 vs. 宣告式巨集

巨集的關鍵概念

1. 程式碼產生: 巨集在編譯時寫入程式碼，減少樣板程式碼。
2. 宣告式巨集: 使用 macro_rules! 進行簡單的模式匹配巨集。
3. 程序性巨集: 功能更強大的巨集，用於自訂 derive、屬性和函式型巨集。
4. 領域特定語言 (DSLs): 巨集可用於建立嵌入式 DSL。

---

⚡ 效能最佳化

基準測試與分析

最佳化技術

1. 基準測試: 使用 Criterion 等工具測量效能。
2. 分析: 使用 perf 等工具找出效能瓶頸。
3. 發行模式: 總是使用 --release 編譯生產版本。
4. 零成本抽象: 使用高階特性，如迭代器，它們會被編譯成高效的程式碼。
5. 資料結構: 為工作選擇正確的資料結構。