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14. 非安全 Rust 与 FFI 🔴

你将学到：

• 何时使用 unsafe (以及为什么你可能永远用不上它)
• PyO3：让 Rust 编写 Python 扩展从未如此简单
• 内建单元测试 vs pytest
• 模拟 (Mocking) 与 性能基准测试

什么是 Unsafe？

在 Rust 中，unsafe 关键字是在告诉编译器：“我知道自己在做什么，这里请允许我跳过那些内存安全检查。”它主要用于编译器无法验证的行为，如：

• 解引用原始指针。
• 调用其他语言（如 C 或 Python）编写的函数。

黄金法则： 99% 的代码都应该是 Safe Rust。只有在需要极致性能或与外部语言交互时，才在小范围内谨慎使用 unsafe。

PyO3：用 Rust 写 Python 扩展 🐍

PyO3 是给 Python 开发者的“终极神器”。它允许你编写 Rust 函数和类，并直接将其包成 Python 模块，在 Python 脚本里直接 import。

写一个被 Python 调用的 Rust 函数

#![allow(unused)]
fn main() {
use pyo3::prelude::*;

#[pyfunction]
fn sum_as_string(a: usize, b: usize) -> PyResult<String> {
    Ok((a + b).to_string()) // 计算结果作为字符串返回给 Python
}

#[pymodule]
fn my_rust_lib(m: &Bound<'_, PyModule>) -> PyResult<()> {
    m.add_function(wrap_pyfunction!(sum_as_string, m)?)?;
    Ok(())
}
}

为什么要用 PyO3？

1. 性能飞跃：用 Rust 替换掉 Python 代码中那些慢得离谱的循环，性能提升几十倍。
2. 内存安全：传统的 C 扩展极易导致内存错误，而 Rust 从根源上保证了扩展模块的安全性。
3. 生态融合：你可以在 Python 项目里无缝使用 Rust 庞大的生态系统（比如 serde 或 tokio）。

测试：Rust vs Pytest

Rust 拥有极其强大的内建测试跑数器。通常情况下，测试代码就写在被测试文件的最下方的一个 tests 子模块里。

#![allow(unused)]
fn main() {
#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn test_add() {
        assert_eq!(2 + 2, 4);
    }
}
}

练习