🦀🐍 Rust Functions for Python (rsfn4py)

Uma coleção de módulos de alta performance escritos em Rust para serem consumidos nativamente em projetos Python, focando em processamento rápido e baixo consumo de memória.

O primeiro módulo desta biblioteca traz validação de CNPJ (incluindo o novo formato alfanumérico da IN RFB 2.119/2022, válido a partir de julho de 2026) e CPF, processados em Rust e expostos para Python com foco em alto throughput.

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🚀 Recursos

• Performance Extrema: Algoritmos matemáticos e parsing de strings otimizados usando iterators do Rust.
• Cobertura de Documentos Fiscais: Validação de CNPJ (numérico e alfanumérico) e CPF, com tratamento de máscara e entradas inválidas.
• Novo Padrão RFB: Suporte nativo ao cálculo de DV (Dígito Verificador) do CNPJ utilizando a tabela ASCII, aceitando tanto os CNPJs antigos (somente números) quanto o novo formato alfanumérico.
• Integração PyO3: A biblioteca é exportada como um C-Extension (cdylib), funcionando como um pacote Python comum sem necessidade de configurações complexas por parte de quem a utiliza.
• Fallback em Python: Inclui a mesma implementação em Python puro para casos de teste, comparação ou ambientes restritos.

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📦 Instalação

Você pode instalar o pacote diretamente via pip:

pip install rsfn4py

(O pacote já distribui wheels pré-compilados para Linux, macOS e Windows nas versões mais recentes do Python).

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💻 Como Usar

O uso é idêntico a qualquer outra biblioteca Python. As funções de validação limpam a entrada e aplicam o cálculo de DV para cada documento.

from rsfn4py import (
	validate_cnpj_rust,
	validate_cnpj_python,
	validate_cpf_rust,
	validate_cpf_python,
)

cnpj_valido = "12.345.678/0001-95"
novo_cnpj_alfanumerico = "12ABC34501DE35"
cnpj_invalido = "11.111.111/1111-11"

cpf_valido = "529.982.247-25"
cpf_invalido = "111.111.111-11"

# Validação ultra-rápida em Rust (Recomendado para produção)
print(validate_cnpj_rust(cnpj_valido))           # Saída: True
print(validate_cnpj_rust(novo_cnpj_alfanumerico))  # Saída: True
print(validate_cnpj_rust(cnpj_invalido))         # Saída: False

# Implementação em Python puro (Para comparação ou fallback)
print(validate_cnpj_python(cnpj_valido))         # Saída: True

# CPF em Rust e Python
print(validate_cpf_rust(cpf_valido))             # Saída: True
print(validate_cpf_rust(cpf_invalido))           # Saída: False
print(validate_cpf_python(cpf_valido))           # Saída: True

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🪪 Validação de CPF

O CPF (Cadastro de Pessoas Físicas) é o documento de identificação fiscal de pessoas físicas no Brasil, composto por 11 dígitos numéricos, sendo os dois últimos dígitos verificadores.

Exemplos de uso

from rsfn4py import validate_cpf_rust, validate_cpf_python

# Aceita entrada com ou sem máscara (pontos e traço)
validate_cpf_rust("529.982.247-25")  # True  — CPF válido com máscara
validate_cpf_rust("52998224725")     # True  — CPF válido sem máscara
validate_cpf_rust("529.982.247-26")  # False — Dígito verificador inválido
validate_cpf_rust("111.111.111-11")  # False — Sequência conhecidamente inválida

# Fallback em Python puro
validate_cpf_python("529.982.247-25")  # True

Algoritmo de validação do CPF

1. Remove a máscara (pontos e traço), ficando com 11 dígitos.
2. Rejeita sequências com todos os dígitos iguais (ex.: 111.111.111-11).
3. Primeiro dígito verificador: multiplica os 9 primeiros dígitos pelos pesos 10 a 2, soma os produtos, calcula o resto da divisão por 11 e aplica a regra: resto < 2 → dígito = 0, senão dígito = 11 − resto.
4. Segundo dígito verificador: repete o processo com os 10 primeiros dígitos e pesos 11 a 2.
5. Compara os dígitos calculados com os dois últimos da entrada.

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🏢 Validação de CNPJ

O CNPJ (Cadastro Nacional da Pessoa Jurídica) é o documento de identificação fiscal de empresas no Brasil. Possui 14 caracteres, sendo os dois últimos dígitos verificadores.

A partir de julho de 2026, a Receita Federal passa a emitir CNPJs no novo formato alfanumérico (IN RFB 2.119/2022). Esta biblioteca suporta ambos os formatos simultaneamente.

Exemplos de uso

from rsfn4py import validate_cnpj_rust, validate_cnpj_python

# Formato numérico tradicional — com e sem máscara
validate_cnpj_rust("12.345.678/0001-95")   # True  — CNPJ numérico com máscara
validate_cnpj_rust("12345678000195")        # True  — CNPJ numérico sem máscara
validate_cnpj_rust("11.111.111/1111-11")   # False — Sequência inválida

# Novo formato alfanumérico (IN RFB 2.119/2022, a partir de julho de 2026)
validate_cnpj_rust("12ABC34501DE35")        # True  — Exemplo oficial SERPRO sem máscara
validate_cnpj_rust("12.ABC.345/01DE-35")   # True  — Exemplo oficial SERPRO com máscara

# Fallback em Python puro
validate_cnpj_python("12.345.678/0001-95") # True

Estrutura do CNPJ

Posições	Conteúdo	Formato antigo	Novo formato (jul/2026)
1–8	Raiz (empresa)	Numérico	Alfanumérico
9–12	Ordem (filial)	Numérico	Alfanumérico
13–14	Dígitos verificadores	Numérico	Numérico

Os CNPJs existentes (apenas numéricos) permanecem válidos. O formato alfanumérico será emitido somente para novas inscrições a partir de julho de 2026. Os dois formatos coexistirão indefinidamente.

Algoritmo de validação do CNPJ (numérico e alfanumérico)

O cálculo dos dígitos verificadores segue o algoritmo oficial do SERPRO, adaptado para suportar letras:

1. Remove a máscara (pontos, barra e traço).
2. Converte cada caractere para seu valor numérico: dígitos valem seu próprio valor (0–9); letras valem seu código ASCII menos 48 (A=10, B=11, …, Z=35).
3. Primeiro dígito verificador: aplica os pesos [5, 4, 3, 2, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2] sobre os 12 primeiros caracteres convertidos. Soma os produtos, calcula o resto da divisão por 11: resto < 2 → dígito = 0, senão dígito = 11 − resto.
4. Segundo dígito verificador: aplica os pesos [6, 5, 4, 3, 2, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2] sobre os 12 primeiros caracteres convertidos mais o primeiro dígito calculado. Mesma regra de resto.
5. Compara os dígitos calculados com os dois últimos da entrada.

Exemplo de cálculo — CNPJ alfanumérico 12ABC34501DE35 (SERPRO)

Conversão dos caracteres (12ABC34501DE):

Char	1	2	A	B	C	3	4	5	0	1	D	E
Valor	1	2	10	11	12	3	4	5	0	1	13	14

Primeiro dígito verificador:

Pesos	5	4	3	2	9	8	7	6	5	4	3	2
Produto	5	8	30	22	108	24	28	30	0	4	39	28

Somatório: 459 → Resto de 459 ÷ 11 = 8 → Dígito = 11 − 8 = 3

Segundo dígito verificador:

Pesos	6	5	4	3	2	9	8	7	6	5	4	3	2
(inclui o primeiro dígito 3 na última posição)

Somatório: 424 → Resto de 424 ÷ 11 = 6 → Dígito = 11 − 6 = 5

Resultado: 12.ABC.345/01DE-35 ✅

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⚡ Benchmark

Executando make bench com 100.000 validações por cenário (CPF e CNPJ), os resultados recentes foram:

Análise 1: Tempo de execução (s)

Documento	Python	Rust
CNPJ	0,684318s	0,063321s
CPF	0,713108s	0,039088s

Análise 2: Throughput (validações/segundo)

Documento	Python	Rust
CNPJ	146.131/s	1.579.264/s
CPF	140.231/s	2.558.310/s

Speedup Rust sobre Python

Documento	Ganho
CNPJ	10,81x
CPF	18,24x

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🛠️ Setup Local e Desenvolvimento

Se você deseja clonar o repositório para contribuir ou adicionar novos serviços em Rust, siga o passo a passo abaixo.

Pré-requisitos

• Rust & Cargo (Instalador rustup)
• Python 3.8+

1. Preparando o Ambiente

Clone o repositório e crie um ambiente virtual (venv):

git clone https://github.com/Desbravando-Rust/rsfn4py.git
cd rsfn4py

python -m venv .venv
source .venv/bin/activate  # No Windows use: .venv\Scripts\activate

2. Instalando Dependências de Build

Utilizamos o Maturin como build system para compilar o código Rust e linká-lo ao Python.

pip install -U pip pytest maturin

3. Compilando o Código Rust Localmente

Para compilar o módulo C-Extension de forma transparente e já instalá-lo no seu .venv, basta rodar:

maturin develop --release

O parâmetro --release aplica as otimizações completas do compilador Rust. Se omitido, a compilação será mais rápida, porém a execução será mais lenta (modo debug).

4. Executando os Testes

Com os bindings instalados localmente, execute o pytest para validar o comportamento do módulo nativo contra os casos de teste:

pytest -v tests/

5. Executando Benchmark (CPF + CNPJ)

O projeto possui um alvo pronto no Makefile para comparar implementacoes Rust (PyO3) e Python puro nas validacoes de CPF e CNPJ, com duas analises:

1. Tempo de execucao total.
2. Throughput (validacoes por segundo).

Execucao padrao (100.000 validacoes por cenario):

make bench

Executar com outro volume:

make bench TOTAL_VALIDACOES=500000

Exemplo de saida:

Benchmark CPF/CNPJ - Rust vs Python
Total de validacoes por cenario: 100000

Analise 1: Tempo de execucao (s)
--------------------------------
Documento | Implementacao | Tempo (s)
----------+---------------+----------
CNPJ      | Python        | 0,684318
CNPJ      | Rust          | 0,063321
CPF       | Python        | 0,713108
CPF       | Rust          | 0,039088

Analise 2: Throughput (validacoes/segundo)
------------------------------------------
Documento | Implementacao | Throughput
----------+---------------+-----------
CNPJ      | Python        | 146.131
CNPJ      | Rust          | 1.579.264
CPF       | Python        | 140.231
CPF       | Rust          | 2.558.310

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📄 Licença

Este projeto está sob a licença MIT. Sinta-se livre para usá-lo, modificá-lo e distribuí-lo. Veja o arquivo LICENSE para mais detalhes.