19 Mart 2025
Yazılım geliştirmede programlama dili seçimi çok önemli bir karardır. Rust ve C++, özellikle performans ve düşük seviyeli kontrol gerektiğinde sıklıkla karşılaştırılan iki güçlü dildir. Her ikisi de bu yetenekleri sunarken, bellek güvenliği, eşzamanlılık ve genel programlama deneyimi açısından önemli ölçüde farklılık gösterirler. Bu makale, geliştiricilerin bilinçli seçim yapmalarına yardımcı olmak için Rust ve C++'nın özelliklerini, avantajlarını, dezavantajlarını ve ideal kullanım durumlarını inceleyerek derinlemesine bir karşılaştırma sunmaktadır.
C++, gömülü sistemler, oyun geliştirme ve işletim sistemi çekirdekleri gibi performansın kritik olduğu alanlarda uzun süredir baskındır. Ancak, yaşı karmaşıklıklara ve potansiyel tuzaklara yol açmıştır. Mozilla tarafından desteklenen Rust, özellikle bellek güvenliği ve eşzamanlılıkta C++'ın zorluklarını ele almak için tasarlanmıştır. Rust, geliştiricilerden sürekli olarak övgü alarak ve büyük teknoloji firmaları tarafından benimsenerek önemli bir ivme kazanmıştır.
Rust ve C++ arasındaki en önemli fark, bellek yönetimine yaklaşımlarıdır. C++, geleneksel olarak manuel bellek yönetimi kullanır ve geliştiricilere bellek ayırma ve serbest bırakma üzerinde doğrudan kontrol sağlar. Bu esneklik sunarken, bellek ile ilgili hataların riskini de beraberinde getirir:
Bu hatalar çökmelere, güvenlik açıklarına ve öngörülemeyen davranışlara yol açabilir. C++, bu riskleri azaltmak için titiz kodlama ve kapsamlı hata ayıklama gerektirir.
Rust, derleme zamanında zorlanan bir sahiplik (ownership) ve ödünç alma (borrowing) sistemi kullanarak farklı bir yaklaşım benimser. Bu, çöp toplayıcı (garbage collector) olmadan bellek güvenliği sağlar. Temel ilkeler şunlardır:
Rust'ın “ödünç denetleyicisi” bu kuralları zorlar ve C++'da yaygın olan birçok bellek hatasını önler. Bu, güvenliği önemli ölçüde artırır ve hata ayıklamayı azaltır.
// Rust Sahiplik Örneği
fn main() {
let s1 = String::from("hello"); // s1 dizenin sahibidir
let s2 = s1; // Sahiplik s2'ye geçer
// println!("{}", s1); // Bu, derleme zamanı hatasına neden olur
// çünkü s1 artık verinin sahibi değildir.
println!("{}", s2); // s2 burada kullanılabilir
}
Modern C++, bellek sızıntılarını önlemek için akıllı işaretçiler (std::unique_ptr, std::shared_ptr) ve Resource Acquisition Is Initialization (RAII) deyimini sunar. Ancak bunlar tüm riskleri ortadan kaldırmaz. Rust'ın derleme zamanı garantileri daha güçlü bir güvenlik seviyesi sunar.
// C++ Akıllı İşaretçi Örneği
#include <iostream>
#include <memory>
int main() {
std::unique_ptr<int> ptr1(new int(10)); // ptr1 tamsayının sahibidir
// std::unique_ptr<int> ptr2 = ptr1; // Bu, derleme zamanı hatası olurdu,
// çift serbest bırakma sorunlarını önler.
std::unique_ptr<int> ptr2 = std::move(ptr1); // Sahiplik *aktarılır*.
if (ptr1) {
std::cout << *ptr1 << std::endl; // `ptr1` artık boş olduğu için çalıştırılmaz
}
if (ptr2) {
std::cout << *ptr2 << std::endl; // 10 yazdırır
}
return 0;
} // ptr2 kapsam dışına çıkar ve tamsayı otomatik olarak serbest bırakılır.
Bir programın birden fazla görevi eşzamanlı olarak çalıştırmasını sağlayan eşzamanlılık, bir diğer önemli farktır. C++, manuel iş parçacığı yönetimi ve senkronizasyon (mutex'ler, kilitler) sunar. Ancak, doğru eşzamanlı C++ kodu yazmak zordur ve veri yarışları (data races) yaygın bir sorundur. C++'da veri yarışları, std::atomic ve std::mutex gibi araçlar kullanılarak önlenebilir, ancak doğruluğu sağlamak için dikkatli ve manuel çaba gerektirir.
Rust'ın sahiplik ve ödünç alma sistemi eşzamanlılığa kadar uzanır. Ödünç denetleyici, derleme zamanında veri yarışlarını önleyerek Rust'ta eşzamanlı programlamayı daha güvenilir ve hatalara daha az eğilimli hale getirir.
// Rust Eşzamanlılık Örneği (AtomicUsize kullanarak)
use std::thread;
use std::sync::atomic::{AtomicUsize, Ordering};
use std::sync::Arc;
fn main() {
let counter = Arc::new(AtomicUsize::new(0)); // Paylaşılan, değiştirilebilir sayaç
let mut handles = vec![];
for _ in 0..10 {
let counter = Arc::clone(&counter);
let handle = thread::spawn(move || {
counter.fetch_add(1, Ordering::SeqCst); // Atomik olarak artır
});
handles.push(handle);
}
for handle in handles {
handle.join().unwrap();
}
println!("Result: {}", counter.load(Ordering::SeqCst)); // 10 yazdırır
}
// C++ Eşzamanlılık Örneği (std::atomic kullanarak)
#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>
#include <vector>
int main() {
std::atomic<int> counter(0); // Atomik sayaç
std::vector<std::thread> threads;
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
threads.emplace_back([&counter]() {
counter++; // Atomik artış
});
}
for (auto& thread : threads) {
thread.join();
}
std::cout << "Result: " << counter << std::endl; // 10 yazdırır
return 0;
}
Örnekler, her iki dilin de eşzamanlılığı nasıl sağladığını gösterir, ancak Rust'ın derleme zamanı kontrolleri önemli bir güvenlik avantajı sağlar. C++ örneği, std::atomic kullanılmasaydı veri yarışlarına sahip olabilirdi.
Hem Rust hem de C++ yüksek performanslarıyla bilinir. C++'ın doğrudan bellek kontrolü ve düşük seviyeli donanım erişimi hızına katkıda bulunur. Rust'ın performansı oldukça rekabetçidir ve genellikle karşılaştırmalarda C++ ile eşleşir. Ancak, Yüksek Performanslı Hesaplama'da (HPC), C++ genellikle daha olgun SIMD (Tek Komut, Çoklu Veri) optimizasyonları nedeniyle avantaja sahiptir.
Rust'ın güvenlik kontrollerinin minimum çalışma zamanı yükü vardır ve gerçek dünya uygulamalarında genellikle ihmal edilebilir düzeydedir. Bellek güvenliği ve güvenli eşzamanlılıktaki kazanımlar, özellikle karmaşık projelerde genellikle bu yükü aşar.
HPC gibi özel senaryolarda, C++ olgunluğu, derleyici optimizasyonları ve kapsamlı, ince ayarlı kütüphaneleri nedeniyle küçük bir avantaja sahip olabilir. Ancak, Rust'ın performansı sürekli olarak iyileşiyor ve aradaki fark daralıyor.
C++'ın, birçok kapsayıcı, algoritma ve yardımcı program sunan geniş ve olgun bir standart kütüphanesi (STL) vardır. Bu, önceden oluşturulmuş çözümler sağlayarak avantajlı olabilir. Ancak, STL eski bileşenleri içerir ve karmaşık olabilir.
Rust'ın standart kütüphanesi, temel işlevselliği ve güvenliği vurgulayan daha minimalist bir yapıdadır. Ek özellikler, Cargo tarafından yönetilen “kratlar” (paketler) aracılığıyla gelir. C++'ın ekosisteminden daha genç olmasına rağmen, Rust'ın topluluğu aktif ve hızla büyüyor.
Metaprogramlama (diğer kodu işleyen kod yazma), her iki dilde de güçlüdür. C++, derleme zamanı hesaplamaları ve kod üretimi için şablon metaprogramlamasını kullanır. Ancak, C++ şablonları karmaşık olabilir ve derleme sürelerini artırabilir.
Rust, özellik (trait) tabanlı jenerikler ve makrolar kullanır. Bazı açılardan C++ şablonlarından daha az güçlü olsa da, Rust'ın yaklaşımı genellikle daha okunaklı ve tutarlıdır.
Rust ve C++ hataları farklı şekilde ele alır. Rust, belirgin hata denetimini teşvik eden Result türünü kullanır. Bu, hata yönetimini öngörülebilir hale getirir ve beklenmeyen istisnaları azaltır.
// Rust Result Örneği
fn divide(x: f64, y: f64) -> Result<f64, String> {
if y == 0.0 {
Err("Sıfıra bölünemez".to_string())
} else {
Ok(x / y)
}
}
fn main() {
match divide(10.0, 2.0) {
Ok(result) => println!("Sonuç: {}", result),
Err(err) => println!("Hata: {}", err),
}
match divide(5.0, 0.0) {
Ok(result) => println!("Sonuç: {}", result), // Ulaşılmayacak
Err(err) => println!("Hata: {}", err), // "Hata: Sıfıra bölünemez" yazdırır
}
}
C++ geleneksel olarak istisnaları kullanır. İstisnaların performans yükü olabilir ve dikkatli bir şekilde ele alınmazsa kaynak sızıntılarına yol açabilir. Modern C++, Rust'ın Result'ına benzer daha belirgin bir hata işleme stili sağlayan std::optional ve C++ 23'ten beri std::expected'ı da sunar. Ancak, std::expected hala nispeten yenidir ve birçok C++ kod tabanında henüz yaygın olarak kullanılmamaktadır.
//C++ istisna ve std::optional örneği
#include <iostream>
#include <optional>
#include <stdexcept>
double divide_exception(double x, double y) {
if (y == 0.0) {
throw std::runtime_error("Sıfıra bölünemez");
}
return x / y;
}
std::optional<double> divide_optional(double x, double y) {
if (y == 0.0) {
return std::nullopt;
}
return x / y;
}
int main() {
try {
std::cout << divide_exception(10.0,2.0) << std::endl;
std::cout << divide_exception(1.0,0.0) << std::endl;
}
catch (const std::runtime_error& error)
{
std::cout << "Hata:" << error.what() << std::endl;
}
if (auto result = divide_optional(5.0, 2.0)) {
std::cout << "Sonuç: " << *result << std::endl;
}
if (auto result = divide_optional(5.0, 0.0)) {
// Bu blok çalıştırılmayacak
} else {
std::cout << "Sıfıra bölünemez (optional)" << std::endl;
}
return 0;
}
Rust'ın derlemesi, temel birim olarak “kratlar” ile modülerdir. Bu, daha hızlı artımlı derlemeler ve daha iyi bağımlılık yönetimi sağlar. C++ geleneksel olarak ayrı derleme ile önişlemci tabanlı bir model kullanır. Esnek olmasına rağmen, bu, özellikle büyük projelerde daha yavaş derleme sürelerine neden olabilir. C++20, bunu ele almak için modülleri tanıttı, ancak bunların benimsenmesi devam ediyor.
Rust'ın sözdizimi C ve C++'a benzer, bu da onu C++ geliştiricileri için erişilebilir kılar. Ancak Rust, işlevsel programlama etkilerini birleştirerek daha modern bir stil oluşturur.
Her iki dil de nesne yönelimli programlamayı (OOP) destekler, ancak farklı şekillerde. C++, sınıflar, kalıtım ve çok biçimlilik ile çok paradigmali bir dildir. Rust, OOP için yapılar (structs), numaralandırmalar (enums), özellikler (traits) ve metotlar kullanır, ancak geleneksel sınıf kalıtımı olmadan. Rust'ın yaklaşımı genellikle daha esnek kabul edilir ve C++ kalıtımının karmaşıklıklarından kaçınır.
Rust birçok avantaj sunarken, dezavantajlarını da kabul etmek önemlidir:
Rust şunlar için çok uygundur:
C++ şunlar için güçlü bir seçim olmaya devam ediyor:
Rust ve C++ muhtemelen bir arada var olmaya devam edecektir. C++'ın geniş kod tabanı ve performansın kritik olduğu alanlarda kullanılması, önemini korumasını sağlar. Ancak Rust, bellek güvenliği ve eşzamanlılığın öncelikli olduğu alanlarda zemin kazanıyor. Özellikle güvenliğin birincil olduğu yeni projelerde, belirli alanlarda Rust'a kademeli bir geçiş olması muhtemeldir.
Rust ve C++ arasındaki seçim, projenizin önceliklerine bağlıdır. Rust, bellek güvenliğine, eşzamanlılığa ve modern bir geliştirme deneyimine değer veren geliştiriciler için ideal olan modern, güvenlik odaklı bir yaklaşım sunar. Eşsiz performansı ve ayrıntılı kontrolü ile C++, ham hızın ve eski sistemlerle uyumluluğun kritik olduğu senaryolar için vazgeçilmez olmaya devam ediyor. Her iki dil de kendi başına güçlüdür ve en iyi seçim, çözdüğünüz soruna bağlıdır. Bazı durumlarda, her ikisinin de birlikte çalışabilirliğinden yararlanmak, her iki dünyanın da en iyisini size sağlayabilir. Sonuç olarak, önemli olan iş için doğru aracı seçmektir ve hem Rust hem de C++'ın sunabileceği çok şey vardır.