Desbravando Rust

Pandas vs Polars: Benchmark com 3 Milhões de Registros

Por @zejuniortdr em Nov 21, 2025

Recentemente caiu na minha timeline um vídeo do Lewis apresentando um pacote do python que ele classificou como incrível:

O pacote em questão é o Polars. Como o próprio site oficial diz:

Polars is an open-source library for data manipulation, known for being one of the fastest data processing solutions on a single machine. It features a well-structured, typed API that is both expressive and easy to use.

E como ele consegue ser tão incrível e apresentar resultados tão absurdos? É escrito em Rust 🦀.

Este artigo nasceu da inspiração sobre o tema depois de uma aula de Pandas com o Rafael Dias e da provocação da Amanda Ozava que lembrou bem quando compartilhei com ela o vídeo acima.

Dado ambos com mais experiência que eu no assunto, achei por bem citá-los aqui e pedir para que fizessem uma revisão no material que compartilharei abaixo.

Meu primeiro contato com o Pandas foi em um Nano Degree da Udacity: Programming for Data Science with Python e de lá para cá não tive muita oportunidade de usá-lo. O material abaixo é fruto de uma pesquisa ao longo de alguns dias (desde a talk do Rafa), obviamente com algum viés para o bench entre os dois pacotes.

O que são DataFrames?

Se você já trabalhou com planilhas do Excel ou Google Sheets, você já conhece o conceito de DataFrame sem saber. Um DataFrame é basicamente uma tabela de dados com:

A diferença é que DataFrames são projetados para:

Pandas tem sido a biblioteca padrão para isso em Python desde 2008. Polars é o novo competidor que promete fazer tudo isso, só que muito mais rápido.

Semelhanças: O Território Comum

Antes de falarmos das diferenças, é importante entender que ambas as bibliotecas compartilham os mesmos conceitos fundamentais:

Estruturas de Dados

Operações Comuns As operações fundamentais são suportadas por ambas:

Exemplo Equivalente - Filtro Simples

#Pandas
pythondf_filtrado = df[df['quantidade'] > 5]

# Polars
pythondf_filtrado = df.filter(pl.col('quantidade') > 5)

Ambas fazem a mesma coisa: filtram as linhas onde a coluna ‘quantidade’ é maior que 5. A sintaxe é um pouco diferente, mas o conceito é idêntico.

Diferenças: Onde Polars se Destaca

Agora vamos ao que realmente interessa: o que torna Polars tão especial? As diferenças vão muito além da sintaxe.

1. Linguagem de Implementação: A Base de Tudo

Aqui está o grande diferencial:

Pandas:

Polars:

Impacto visível: Polars é 5-10x mais rápido em operações comuns. Em alguns casos específicos, pode ser até 100x mais rápido.

2. Modelo de Execução: Eager vs Lazy

Esta é uma das diferenças mais importantes e que mais impacta a performance.

Pandas - Eager Execution (Execução Imediata) Pandas executa cada operação imediatamente, na ordem em que você escreve:

df.assign(nova_col=lambda x: x['a'] * 2)     # Executa agora
  .query('quantidade > 100')                 # Depois executa isso
  .groupby('categoria').mean()               # Por último isso

O problema: ele processa todos os dados primeiro, para depois filtrar. É como preparar um banquete completo para depois descobrir que só 10% dos convidados apareceram.

Polars - Lazy + Eager Execution (Execução Preguiçosa + Imediata) Polars oferece dois modos:

  1. Modo Eager (padrão): Similar ao Pandas, executa imediatamente
  2. Modo Lazy (recomendado): Constrói um plano de execução e otimiza antes de executar
df.lazy()                                        # Entra em modo lazy
  .with_columns((pl.col('a') * 2).alias('nova_col'))
  .filter(pl.col('quantidade') > 100)            # Ainda não executou nada
  .group_by('categoria').mean()
  .collect()                                     # AGORA executa tudo otimizado

O que Polars faz nos bastidores:

É como ter um assistente inteligente que reorganiza sua lista de tarefas para fazer tudo mais rápido.

3. Sintaxe e Estilo de Código

Pandas - Flexível Demais

Pandas é muito flexível, o que pode ser bom para iniciantes, mas ruim para manutenção:

# Múltiplas formas de fazer a mesma coisa:
df[df['a'] > 5]
df.query('a > 5')
df.loc[df['a'] > 5]

Para operações complexas, você frequentemente precisa usar .apply() com lambdas (funções anônimas), que são lentas porque processam linha por linha:

# Operação condicional com .mask()
df.assign(a=lambda df_: df_['a'].mask(df_['c'] == 2, df_['b']))

# Apply sequencial (lento!)
df['resultado'] = df.apply(lambda row: complexa_func(row), axis=1)

Polars - Consistente e Expressivo

Polars usa uma API baseada em expressões e contextos. Tudo é mais consistente:

# Operação condicional clara
df.with_columns(
    pl.when(pl.col('c') == 2)
    .then(pl.col('b'))
    .otherwise(pl.col('a'))
    .alias('a')
)

# Operação nativa e paralela (rápida!)
df.with_columns(
    pl.col('valores').map_elements(complexa_func)  # Automaticamente paralelizado
)

A sintaxe de Polars pode parecer mais verbosa no início, mas é:

4. Paralelização e Concorrência

Pandas - Praticamente Single-Threaded

Pandas roda majoritariamente em um único núcleo do seu processador:

# Pandas opera majoritariamente em um único núcleo, exceto por algumas operações vetorizadas que podem usar paralelismo interno do NumPy.
df.groupby('categoria')['valor'].sum()

Por quê? Por causa do GIL (Global Interpreter Lock) do Python. É como ter um carro de 8 cilindros, mas só poder usar 1 de cada vez.

Para ter paralelismo real em Pandas, você precisa de bibliotecas externas como:

Polars - Paralelização Nativa

Polars usa todos os núcleos disponíveis automaticamente:

# Usa todos os núcleos automaticamente
df.group_by('categoria').agg(pl.col('valor').sum())

Além disso, Polars usa SIMD (Single Instruction, Multiple Data) - uma tecnologia que permite processar múltiplos valores com uma única instrução do processador. É como ter um supermercado com múltiplos caixas, todos trabalhando simultaneamente.

Pandas também usa SIMD em algumas operações via NumPy. Exemplo: operações vetorizadas:

df["price_with_tax"] = df["price"] * 1.12

5. Tipos de Dados e Strictness

Pandas - Loose Typing (Tipagem Flexível)

Pandas faz conversões automáticas de tipos, o que pode parecer conveniente, mas gera bugs silenciosos:

df = pd.DataFrame({'valores': [1, 2, 3, 4, 5]})
print(df['valores'].dtype)  # int64

df.loc[5] = [None]  # Adiciona um valor None
print(df['valores'].dtype)  # float64 (converteu TODA a coluna!)

O que aconteceu? Ao adicionar um None (que representa ausência de valor), Pandas converteu toda a coluna de inteiros para floats, porque inteiros não podem representar valores ausentes nativamente.

Polars - Strict Typing (Tipagem Estrita)

Polars é rigoroso com tipos e te força a ser explícito:

df = pl.DataFrame({'valores': [1, 2, 3, 4, 5]})

# Isso dá erro!
df.extend(pl.DataFrame({'valores': [None]}))
# Error: type mismatch

# Forma correta - seja explícito
df.extend(pl.DataFrame({'valores': [pl.Null]}))  # OK com tipo correto

Por que isso é bom? Porque erros explícitos são melhores que bugs silenciosos. Você descobre o problema imediatamente, não depois de horas de depuração.

6. Uso de Memória

Pandas - Guloso com RAM

Pandas requer 5-10x o tamanho do dataset em memória RAM:

Se você tem um arquivo CSV de 1GB, pode precisar de 10GB de RAM para processá-lo com Pandas.

Polars - Eficiente e com Streaming

Polars requer apenas 2-4x o tamanho do dataset:

# Processar arquivo maior que a memória disponível
pl.scan_csv('arquivo_gigante.csv')           # Não carrega tudo
  .filter(pl.col('data') > '2024-01-01')     # Filtra durante a leitura
  .group_by('categoria')
  .agg(pl.col('valor').sum())
  .sink_csv('resultado.csv')                 # Streaming! Não sobrecarrega RAM

Com Polars, você pode processar arquivos de 50GB em uma máquina com 8GB de RAM.

7. Operações Complexas: Apply vs Expressões Nativas

Pandas - Dependente de .apply()

Para operações complexas, Pandas frequentemente te força a usar .apply(), que é lento:

# Loop implícito - processa linha por linha
df['novo'] = df.apply(
    lambda row: row['a'] * row['b'] if row['c'] > 10 else 0,
    axis=1
)

O .apply() é lento porque:

Polars - Métodos Nativos para Tudo

Polars tem métodos nativos (escritos em Rust) para praticamente tudo:

# Operação vetorizada e paralela
df.with_columns(
    pl.when(pl.col('c') > 10)
    .then(pl.col('a') * pl.col('b'))
    .otherwise(0)
    .alias('novo')
)

Por ser nativo em Rust:

8. Ecossistema e Maturidade

Pandas - Maduro e Integrado

Vantagens:

Quando usar: Se você precisa de integração imediata com ferramentas de machine learning.

Polars - Novo mas Crescendo Rápido

Situação atual:

# Usar Polars para processamento pesado
df_polars = pl.DataFrame({'a': [1, 2, 3, 4, 5]})

# Converter para Pandas quando precisar de scikit-learn
df_pandas = df_polars.to_pandas()
model.fit(df_pandas)

# E vice-versa
df_polars_novamente = pl.from_pandas(df_pandas)

Tendência: Cada vez mais bibliotecas estão adicionando suporte direto a Polars.

Quando Usar Cada Uma?

Use Pandas quando:

Use Polars quando:

Exemplos Práticos: Comparando as Três Abordagens

Toda essa parte teórica com exemplos simples foram para criar uma fundação mínima de conhecimento para quem nunca viu algum destes pacotes e conseguirmos seguir na parte que realmente importa deste artigo.

Não é que eu duvide do Lewis, mas por se tratar de números tão absurdos, resolvi testar reproduzindo o mesmo cenário que ele criou: processar três milhões de linhas de um arquivo CSV com ambas e para cereja do bolo, resolvi fazer um teste apelativo para ver se traria muita diferença. Também inclui neste benchmark processar o mesmo arquivo com Rust + Polars.

Para gerar esse arquivo inicial, utilizei o seguinte script em python:

import csv
import random
from datetime import datetime, timedelta
from pathlib import Path

def generate_sales_data(num_records=3_000_000, output_file="data/sales_data.csv"):
    """Gera dados sintéticos de vendas"""
    Path("data").mkdir(exist_ok=True)

    products = ["Laptop", "Mouse", "Keyboard", "Monitor", "Headset",
                "Webcam", "SSD", "RAM", "GPU", "CPU"]
    categories = ["Electronics", "Accessories", "Components"]
    regions = ["North", "South", "East", "West", "Central"]

    start_date = datetime(2023, 1, 1)

    print(f"Gerando {num_records:,} registros...")

    with open(output_file, 'w', newline='', encoding='utf-8') as f:
        writer = csv.writer(f)
        writer.writerow([
            'id', 'date', 'product', 'category', 'region',
            'quantity', 'price', 'discount', 'customer_id'
        ])

        for i in range(num_records):
            date = start_date + timedelta(days=random.randint(0, 730))
            product = random.choice(products)
            category = random.choice(categories)
            region = random.choice(regions)
            quantity = random.randint(1, 20)
            price = round(random.uniform(10, 2000), 2)
            discount = round(random.uniform(0, 0.3), 2)
            customer_id = random.randint(1, 50000)

            writer.writerow([
                i, date.strftime('%Y-%m-%d'), product, category,
                region, quantity, price, discount, customer_id
            ])

            if (i + 1) % 500_000 == 0:
                print(f"  {i + 1:,} registros gerados...")

    print(f"✓ Arquivo gerado: {output_file}")

if __name__ == "__main__":
    generate_sales_data()

Com as seguintes dependências:

pandas = "==2.3.3"
polars-lts-cpu = "==1.33.1"
psutil = "==7.1.3"

Exemplo 1: Python + Pandas

Para o bench para este cenário, foi utilizado o seguinte script:

import pandas as pd
import time
import psutil
import os
from pathlib import Path

def get_memory_usage():
    """Retorna uso de memória em MB"""
    process = psutil.Process(os.getpid())
    return process.memory_info().rss / (1024 * 1024)

def benchmark_pandas():
    Path("results").mkdir(exist_ok=True)

    metrics = {
        'library': 'Pandas',
        'operations': {},
        'total_time': 0,
        'peak_memory_mb': 0
    }

    initial_memory = get_memory_usage()
    start_total = time.time()

    # 1. LEITURA
    print("1. Lendo CSV...")
    start = time.time()
    df = pd.read_csv('data/sales_data.csv')
    read_time = time.time() - start
    metrics['operations']['read_csv'] = read_time
    print(f"   Tempo: {read_time:.2f}s | Memória: {get_memory_usage():.2f} MB")

    # 2. FILTROS
    print("2. Aplicando filtros...")
    start = time.time()
    filtered = df[(df['quantity'] > 5) & (df['price'] > 100)]
    filter_time = time.time() - start
    metrics['operations']['filter'] = filter_time
    print(f"   Tempo: {filter_time:.2f}s | Registros: {len(filtered):,}")

    # 3. AGREGAÇÕES
    print("3. Agregações (groupby)...")
    start = time.time()
    agg_result = df.groupby(['region', 'category']).agg({
        'quantity': 'sum',
        'price': 'mean',
        'id': 'count'
    }).reset_index()
    agg_time = time.time() - start
    metrics['operations']['aggregation'] = agg_time
    print(f"   Tempo: {agg_time:.2f}s | Grupos: {len(agg_result):,}")

    # 4. TRANSFORMAÇÕES
    print("4. Transformações de colunas...")
    start = time.time()
    df['total_price'] = df['quantity'] * df['price'] * (1 - df['discount'])
    df['year'] = pd.to_datetime(df['date']).dt.year
    transform_time = time.time() - start
    metrics['operations']['transform'] = transform_time
    print(f"   Tempo: {transform_time:.2f}s")

    # 5. JOINS
    print("5. Join de dataframes...")
    start = time.time()
    summary = df.groupby('customer_id')['total_price'].sum().reset_index()
    summary.columns = ['customer_id', 'total_spent']
    joined = df.merge(summary, on='customer_id', how='left')
    join_time = time.time() - start
    metrics['operations']['join'] = join_time
    print(f"   Tempo: {join_time:.2f}s")

    # 6. ESCRITA
    print("6. Escrevendo resultado...")
    start = time.time()
    top_customers = joined.groupby('customer_id')['total_spent'].first()\
        .sort_values(ascending=False).head(1000)
    top_customers.to_csv('results/pandas_top_customers.csv')
    write_time = time.time() - start
    metrics['operations']['write_csv'] = write_time
    print(f"   Tempo: {write_time:.2f}s")

    # MÉTRICAS FINAIS
    total_time = time.time() - start_total
    peak_memory = get_memory_usage()

    metrics['total_time'] = total_time
    metrics['peak_memory_mb'] = peak_memory - initial_memory

    print(f"\n{'='*50}")
    print(f"PANDAS - Tempo total: {total_time:.2f}s")
    print(f"PANDAS - Memória pico: {peak_memory - initial_memory:.2f} MB")
    print(f"{'='*50}\n")

    # Salvar métricas
    import json
    with open('results/pandas_metrics.json', 'w') as f:
        json.dump(metrics, f, indent=2)

    return metrics

if __name__ == "__main__":
    benchmark_pandas()

Exemplo 2: Python + Polars

Eis o script, também em python processa o mesmo arquivo do exemplo anterior, só que agora com o Polars:

import polars as pl
import time
import psutil
import os
from pathlib import Path

def get_memory_usage():
    process = psutil.Process(os.getpid())
    return process.memory_info().rss / (1024 * 1024)

def benchmark_polars_python():
    Path("results").mkdir(exist_ok=True)

    metrics = {
        'library': 'Polars (Python)',
        'operations': {},
        'total_time': 0,
        'peak_memory_mb': 0
    }

    initial_memory = get_memory_usage()
    start_total = time.time()

    # 1. LEITURA (Lazy)
    print("1. Lendo CSV (lazy)...")
    start = time.time()
    df = pl.scan_csv('data/sales_data.csv')
    read_time = time.time() - start
    metrics['operations']['read_csv'] = read_time
    print(f"   Tempo: {read_time:.4f}s (lazy) | Memória: {get_memory_usage():.2f} MB")

    # 2. FILTROS
    print("2. Aplicando filtros...")
    start = time.time()
    filtered = df.filter(
        (pl.col('quantity') > 5) & (pl.col('price') > 100)
    )
    filter_time = time.time() - start
    metrics['operations']['filter'] = filter_time
    print(f"   Tempo: {filter_time:.4f}s (lazy)")

    # 3. AGREGAÇÕES
    print("3. Agregações (groupby)...")
    start = time.time()
    agg_result = df.group_by(['region', 'category']).agg([
        pl.col('quantity').sum().alias('total_quantity'),
        pl.col('price').mean().alias('avg_price'),
        pl.col('id').count().alias('count')
    ])
    agg_time = time.time() - start
    metrics['operations']['aggregation'] = agg_time
    print(f"   Tempo: {agg_time:.4f}s (lazy)")

    # 4. TRANSFORMAÇÕES
    print("4. Transformações de colunas...")
    start = time.time()
    df = df.with_columns([
        (pl.col('quantity') * pl.col('price') * (1 - pl.col('discount')))
            .alias('total_price'),
        pl.col('date').str.strptime(pl.Date, '%Y-%m-%d').dt.year().alias('year')
    ])
    transform_time = time.time() - start
    metrics['operations']['transform'] = transform_time
    print(f"   Tempo: {transform_time:.4f}s (lazy)")

    # 5. JOINS
    print("5. Join de dataframes...")
    start = time.time()
    summary = df.group_by('customer_id').agg(
        pl.col('total_price').sum().alias('total_spent')
    )
    joined = df.join(summary, on='customer_id', how='left')
    join_time = time.time() - start
    metrics['operations']['join'] = join_time
    print(f"   Tempo: {join_time:.4f}s (lazy)")

    # 6. EXECUÇÃO + ESCRITA
    print("6. Executando query e escrevendo resultado...")
    start = time.time()
    top_customers = (joined
        .group_by('customer_id')
        .agg(pl.col('total_spent').first())
        .sort('total_spent', descending=True)
        .head(1000)
        .collect()  # Aqui executa tudo!
    )
    top_customers.write_csv('results/polars_python_top_customers.csv')
    write_time = time.time() - start
    metrics['operations']['write_csv'] = write_time
    print(f"   Tempo: {write_time:.2f}s (execução + escrita)")

    # MÉTRICAS FINAIS
    total_time = time.time() - start_total
    peak_memory = get_memory_usage()

    metrics['total_time'] = total_time
    metrics['peak_memory_mb'] = peak_memory - initial_memory

    print(f"\n{'='*50}")
    print(f"POLARS (Python) - Tempo total: {total_time:.2f}s")
    print(f"POLARS (Python) - Memória pico: {peak_memory - initial_memory:.2f} MB")
    print(f"{'='*50}\n")

    import json
    with open('results/polars_python_metrics.json', 'w') as f:
        json.dump(metrics, f, indent=2)

    return metrics

if __name__ == "__main__":
    benchmark_polars_python()

Exemplo 3: Rust + Polars

E por fim mas não menos importante, o exemplo em Rust com Polars que é praticamente uma F1 nessa corrida de velotrol:

use polars::prelude::*;
use std::time::Instant;
use std::fs;
use sysinfo::System;

fn get_memory_usage() -> f64 {
    let mut sys = System::new_all();
    sys.refresh_memory();
    sys.used_memory() as f64 / (1024.0 * 1024.0)
}

fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    fs::create_dir_all("results")?;

    let initial_memory = get_memory_usage();
    let start_total = Instant::now();

    // 1. LEITURA (Lazy)
    println!("1. Lendo CSV (lazy)...");
    let start = Instant::now();
    let df = LazyCsvReader::new("data/sales_data.csv")
        .with_has_header(true)
        .finish()?;
    let read_time = start.elapsed();
    println!("   Tempo: {:?} (lazy) | Memória: {:.2} MB", read_time, get_memory_usage());

    // 2. FILTROS
    println!("2. Aplicando filtros...");
    let start = Instant::now();
    let _filtered = df.clone().filter(
        col("quantity").gt(lit(5))
            .and(col("price").gt(lit(100.0)))
    );
    let filter_time = start.elapsed();
    println!("   Tempo: {:?} (lazy)", filter_time);

    // 3. AGREGAÇÕES
    println!("3. Agregações (groupby)...");
    let start = Instant::now();
    let _agg_result = df.clone()
        .group_by([col("region"), col("category")])
        .agg([
            col("quantity").sum().alias("total_quantity"),
            col("price").mean().alias("avg_price"),
            col("id").count().alias("count"),
        ]);
    let agg_time = start.elapsed();
    println!("   Tempo: {:?} (lazy)", agg_time);

    // 4. TRANSFORMAÇÕES
    println!("4. Transformações de colunas...");
    let start = Instant::now();
    let df = df.with_columns([
        (col("quantity") * col("price") * (lit(1.0) - col("discount")))
            .alias("total_price"),
    ]);
    let transform_time = start.elapsed();
    println!("   Tempo: {:?} (lazy)", transform_time);

    // 5. JOINS
    println!("5. Join de dataframes...");
    let start = Instant::now();
    let summary = df.clone()
        .group_by([col("customer_id")])
        .agg([col("total_price").sum().alias("total_spent")]);

    let joined = df.join(
        summary,
        [col("customer_id")],
        [col("customer_id")],
        JoinArgs::new(JoinType::Left),
    );
    let join_time = start.elapsed();
    println!("   Tempo: {:?} (lazy)", join_time);

    // 6. EXECUÇÃO + ESCRITA
    println!("6. Executando query e escrevendo resultado...");
    let start = Instant::now();
    let top_customers = joined
        .group_by([col("customer_id")])
        .agg([col("total_spent").first()])
        .sort(
            ["total_spent"],
            SortMultipleOptions::default().with_order_descending(true),
        )
        .limit(1000)
        .collect()?; // Executa aqui!

    let mut file = std::fs::File::create("results/polars_rust_top_customers.csv")?;
    CsvWriter::new(&mut file)
        .include_header(true)
        .finish(&mut top_customers.clone())?;

    let write_time = start.elapsed();
    println!("   Tempo: {:?} (execução + escrita)", write_time);

    // MÉTRICAS FINAIS
    let total_time = start_total.elapsed();
    let peak_memory = get_memory_usage() - initial_memory;

    println!("\n{}", "=".repeat(50));
    println!("POLARS (Rust) - Tempo total: {:.2?}", total_time);
    println!("POLARS (Rust) - Memória pico: {:.2} MB", peak_memory);
    println!("{}\n", "=".repeat(50));

    // Salvar métricas
    let metrics = format!(
        r#"{{
  "library": "Polars (Rust)",
  "total_time": {:.2},
  "peak_memory_mb": {:.2}
}}"#,
        total_time.as_secs_f64(),
        peak_memory
    );

    fs::write("results/polars_rust_metrics.json", metrics)?;

    Ok(())
}

Resultados

Cada um dos exemplos acima foram executados na mesma máquina do post Performance na prática: Um exemplo de real onde o Axum supera o FastAPI, e criei um script em python para analisar as saídas geradas na pasta results/:

import json
import pandas as pd
from pathlib import Path

def compare_results():
    results_dir = Path("results")

    # Carregar métricas
    with open(results_dir / "pandas_metrics.json") as f:
        pandas_data = json.load(f)

    with open(results_dir / "polars_python_metrics.json") as f:
        polars_py_data = json.load(f)

    with open(results_dir / "polars_rust_metrics.json") as f:
        polars_rust_data = json.load(f)

    # Criar tabela comparativa
    comparison = pd.DataFrame({
        'Biblioteca': [
            pandas_data['library'],
            polars_py_data['library'],
            polars_rust_data['library']
        ],
        'Tempo Total (s)': [
            f"{pandas_data['total_time']:.2f}",
            f"{polars_py_data['total_time']:.2f}",
            f"{polars_rust_data['total_time']:.2f}"
        ],
        'Memória Pico (MB)': [
            f"{pandas_data['peak_memory_mb']:.2f}",
            f"{polars_py_data['peak_memory_mb']:.2f}",
            f"{polars_rust_data['peak_memory_mb']:.2f}"
        ]
    })

    print("\n" + "="*60)
    print("COMPARAÇÃO FINAL: Pandas vs Polars (Python) vs Polars (Rust)")
    print("="*60)
    print(comparison.to_string(index=False))
    print("="*60)

    # Calcular speedup
    pandas_time = pandas_data['total_time']
    polars_py_time = polars_py_data['total_time']
    polars_rust_time = polars_rust_data['total_time']

    print(f"\nSPEEDUP:")
    print(f"  Polars (Python) vs Pandas: {pandas_time/polars_py_time:.2f}x mais rápido")
    print(f"  Polars (Rust) vs Pandas: {pandas_time/polars_rust_time:.2f}x mais rápido")
    print(f"  Polars (Rust) vs Polars (Python): {polars_py_time/polars_rust_time:.2f}x mais rápido")

    print(f"\nREDUÇÃO DE MEMÓRIA:")
    pandas_mem = pandas_data['peak_memory_mb']
    polars_py_mem = polars_py_data['peak_memory_mb']
    polars_rust_mem = polars_rust_data['peak_memory_mb']

    print(f"  Polars (Python) vs Pandas: {((pandas_mem-polars_py_mem)/pandas_mem*100):.1f}% menos memória")
    print(f"  Polars (Rust) vs Pandas: {((pandas_mem-polars_rust_mem)/pandas_mem*100):.1f}% menos memória")
    print()

if __name__ == "__main__":
    compare_results()

Eis os números:

Para facilitar a execução de todos e coletar principalmente os picos de consumo de cpu e e memória de uma forma fácil, utilizei o seguinte Makefile:

bench:
	echo "============================================"
	echo "Python + Pandas"
	python scripts/2_benchmark_pandas.py
	echo "============================================"
	sleep 15

	echo "============================================"
	echo "Python + Polars"
	python scripts/2_benchmark_pandas.py
	echo "============================================"
	sleep 15

	echo "============================================"
	echo "Rust + Polars"
	./target/release/pandas-vs-polars
	echo "============================================"
	sleep 15

	echo "Resultados"
	python scripts/5_compare_results.py

Depois de rodar o primeiro script para gerar o arquivo, simplesmente rodei esse bench, com intervalos de 15s entre cada um para mapear os picos. Os números foram surpreendentes:

➜  make bench
echo "============================================"
============================================
echo "Python + Pandas"
Python + Pandas
python scripts/2_benchmark_pandas.py
1. Lendo CSV...
   Tempo: 2.56s | Memória: 302.78 MB
2. Aplicando filtros...
   Tempo: 0.12s | Registros: 2,148,184
3. Agregações (groupby)...
   Tempo: 0.33s | Grupos: 15
4. Transformações de colunas...
   Tempo: 0.58s
5. Join de dataframes...
   Tempo: 0.37s
6. Escrevendo resultado...
   Tempo: 0.07s

==================================================
PANDAS - Tempo total: 4.05s
PANDAS - Memória pico: 782.25 MB
==================================================

echo "============================================"
============================================
sleep 15
echo "============================================"
============================================
echo "Python + Polars"
Python + Polars
python scripts/2_benchmark_pandas.py
1. Lendo CSV...
   Tempo: 2.49s | Memória: 302.79 MB
2. Aplicando filtros...
   Tempo: 0.12s | Registros: 2,148,184
3. Agregações (groupby)...
   Tempo: 0.35s | Grupos: 15
4. Transformações de colunas...
   Tempo: 0.53s
5. Join de dataframes...
   Tempo: 0.37s
6. Escrevendo resultado...
   Tempo: 0.07s

==================================================
PANDAS - Tempo total: 3.93s
PANDAS - Memória pico: 782.39 MB
==================================================

echo "============================================"
============================================
sleep 15
echo "============================================"
============================================
echo "Rust + Polars"
Rust + Polars
./target/release/pandas-vs-polars
1. Lendo CSV (lazy)...
   Tempo: 23.295µs (lazy) | Memória: 2659.56 MB
2. Aplicando filtros...
   Tempo: 206.271µs (lazy)
3. Agregações (groupby)...
   Tempo: 13.338µs (lazy)
4. Transformações de colunas...
   Tempo: 4.626µs (lazy)
5. Join de dataframes...
   Tempo: 14.751µs (lazy)
6. Executando query e escrevendo resultado...
   Tempo: 618.259553ms (execução + escrita)

==================================================
POLARS (Rust) - Tempo total: 634.52ms
POLARS (Rust) - Memória pico: 312.22 MB
==================================================

echo "============================================"
============================================
sleep 15
echo "Resultados"
Resultados
python scripts/5_compare_results.py

============================================================
COMPARAÇÃO FINAL: Pandas vs Polars (Python) vs Polars (Rust)
============================================================
     Biblioteca Tempo Total (s) Memória Pico (MB)
         Pandas            3.93            782.39
Polars (Python)            0.35            311.11
  Polars (Rust)            0.63            312.22
============================================================

SPEEDUP:
  Polars (Python) vs Pandas: 11.08x mais rápido
  Polars (Rust) vs Pandas: 6.24x mais rápido
  Polars (Rust) vs Polars (Python): 0.56x mais rápido

REDUÇÃO DE MEMÓRIA:
  Polars (Python) vs Pandas: 60.2% menos memória
  Polars (Rust) vs Pandas: 60.1% menos memória

Conclusão

Quando comecei este artigo, prometi mostrar por que Polars está revolucionando o processamento de dados. Os números não mentem - e eles são ainda mais impressionantes do que esperava.

Os Resultados em Números

Processando 3 milhões de registros com operações reais (filtros, agregações, transformações e joins), foi obtido:

Python + Pandas:

Python + Polars:

Rust + Polars:

O Que Esses Números Significam?

1. Polars é Consistentemente Mais Rápido

Com 11x de ganho de performance, Polars em Python transformou uma operação que levava quase 4 segundos em apenas 0.35 segundos. Em termos práticos:

2. Eficiência de Memória é Revolucionária

A redução de 60% no uso de memória não é apenas um número - é a diferença entre:

3. Lazy Evaluation é Magia Pura

Observe os tempos do Rust + Polars:

1. Lendo CSV (lazy)...          23.295µs (0.000023 segundos!)
2. Aplicando filtros...         206.271µs (0.0002 segundos!)
3. Agregações (groupby)...      13.338µs (0.000013 segundos!)
4. Transformações de colunas... 4.626µs (0.000004 segundos!)
5. Join de dataframes...        14.751µs (0.000014 segundos!)
6. Execução + escrita...        618.259ms (0.618 segundos)

As operações 1-5 levaram microsegundos porque Polars apenas construiu o plano de execução - não processou nada ainda. Quando finalmente executou (operação 6), fez tudo de uma vez, otimizado.

É como ter um assistente que anota todas as suas tarefas, reorganiza da forma mais eficiente possível, e então executa tudo de uma vez só.

4. Rust vs Python: Uma Surpresa Interessante

Curiosamente, Polars em Python foi mais rápido (0.35s) que em Rust puro (0.63s) no tempo total. Por quê? A maior parte do tempo do Rust foi gasto na escrita final do arquivo (618ms). As operações de processamento em si foram absurdamente rápidas em ambos. Isso nos ensina algo importante: para a maioria dos casos de uso, Polars em Python já é mais que suficiente. Você não precisa migrar para Rust para ter ganhos extraordinários de performance.

O Veredicto Final

Polars não é hype - é uma mudança de paradigma. Se você trabalha com dados e ainda usa apenas Pandas:

Critério Pandas Polars
Performance Significativamente mais lenta Extremamente Rápida (11x mais)
Tipagem Flexível (pode levar a erros) Estrita (segurança e performance)
Paralelismo Limitado (single-core padrão) Nativo (aproveita todos os cores)
Lazy Evaluation ❌ (processamento imediato) ✔ (otimização e eficiência)
Uso de RAM Alto (782 MB) Baixo (311 MB, 60% menos)
Streaming ❌ (requer dados em memória) ✔ (via lazy, para datasets grandes)
Ecossistema ML Excelente (maduro) Bom (crescendo rapidamente)
A Transição Vale a Pena?

A curva de aprendizado de Polars existe, sim. A sintaxe é diferente, o paradigma de expressões requer uma mudança de mentalidade. Mas os resultados falam por si:

O Futuro é Rust, Mas Você Não Precisa Saber Rust

A beleza de Polars é que você colhe todos os benefícios do Rust (velocidade, segurança de memória, paralelização) escrevendo Python. É o melhor dos dois mundos.

E quando você realmente precisar daquele último bit de performance? A transição de Python para Rust com Polars é suave - a API é praticamente idêntica.

Os números provam: Polars entrega o que promete. Não é marketing, não é hype - é engenharia de qualidade resolvendo problemas reais. Se você processa dados regularmente, especialmente em produção, não é mais uma questão de “devo aprender Polars?” mas sim “quando vou migrar?”.

A revolução do processamento de dados já começou. E ela é escrita em Rust 🦀.

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