Zig

2025-03-311 出链 3 引用

保持高级语言表达能力的同时，把数据如何表示、代码何时生成、运行时发生什么尽可能交还给程序员

维度	Zig 的选择
数据如何存在	显式布局与表示
代码如何复用	`comptime` 生成和特化
运行时如何变化	显式函数指针、tagged union、vtable
资源如何管理	显式 allocator 与生命周期
错误如何传播	显式 error union
成本在哪里发生	尽可能可从源码判断

简单（代码所见即所得）：调试代码，而不是调试编程语言知识（比如Rust的所有权借用、Go的GC/调度器/接口动态分派）

无隐藏控制流（手动管理内存+defer/errdefer释放资源；!T 错误路径显式化、?T空值显式化...），没有隐藏运行时
无隐藏内存分配（内存分配是显式的，如果一个函数内部需要分配堆内存，需要接收一个allocator的参数）
无预处理器、宏

基于编译时代码执行、惰性求值的元编程：

编译期执行函数
把类型当作值一样操作（无运行时开销，类型内省）
Comptime 会以目标平台的类型、布局与运算规则为基础，在编译期完成求值

以统一工具链渐进改造 C/C++ 工程：

zig build 提供统一构建与跨平台编译能力
与现有 C/C++ 项目的无缝衔接（zig替代c编译链、c使用zig模块）

comptime 编译期运算

Zig 把类型抽象、代码生成大量放在编译期，比如泛型，反射...

anytype 类型，用于函数参数推导，调用时确定具体类型，然后编译对应实现
comptime + type
- comptime 可以修饰函数调用、代码块、表达式，表示这些指令需要在编译期执行；可以修饰参数，表示这个值必须在编译期已知
- 类型T也是某种值，其类型是type：参数comptime T: type接收一个类型

应用：数据处理过程中，如果只依赖编译期已知的信息的计算，可以提前在编译期完成。

运行时动态性

union(enum) + switch，可以看作显式的、封闭世界的动态分派

zig

const Writer = union(enum) {
    file: *FileWriter,
    socket: *SocketWriter,
    memory: *MemoryWriter,
 
    pub fn write(self: Writer, data: []const u8) !usize {
        return switch (self) {
            .file => |w| w.write(data),
            .socket => |w| w.write(data),
            .memory => |w| w.write(data),
        };
    }
};

函数指针

zig

const Callback = struct {
    context: *anyopaque,
    callFn: *const fn (*anyopaque, []const u8) void,
 
    pub fn call(self: Callback, data: []const u8) void {
        self.callFn(self.context, data);
    }
};

定义 vtable

zig

const Writer = struct {
    ptr: *anyopaque,
    vtable: *const VTable,
 
    const VTable = struct {
        write: *const fn (*anyopaque, []const u8) anyerror!usize,
        flush: *const fn (*anyopaque) anyerror!void,
    };
 
    pub fn write(self: Writer, data: []const u8) !usize {
        return self.vtable.write(self.ptr, data);
    }
 
    pub fn flush(self: Writer) !void {
        return self.vtable.flush(self.ptr);
    }
};

NOTE: comptime 可以帮助构造运行时动态机制，比如将某个具体类型转换成符合vtable的类型（类似Go的interface）

错误处理

同rust的错误处理目标一致：错误是类型系统的一部分，不可被静默忽略；

但有区别：

E!T内建于编译器，错误E只能是error set错误集合：

穷举：switch穷举所有错误
传播：try向上传播给调用方
组合：错误集可通过||合并或由编译器自动推断，组合轻松
信息：错误仅是名字（整数），无法携带丰富信息，需额外方式传递
恢复：就地降级（catch |_| default_value）

dot syntax

. 经常表示让编译器从上下文推断左边缺失的类型/对象。

第一类是 contextual shorthand：类型你已经知道了，我就不再写。
第二类是 postfix operator / member syntax

Anonymous Struct Literals: .{}
Anonymous Tuples and Arrays
Enum Literal Inference: .variant
Pointer Dereferencing: .*

struct

Zig 的 struct 不只是 data layout 它同时也是一个namespace

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