作者 | Vladimir Vivien

編譯 | 如煙

出品 | 51CTO技術(shù)棧（微信號：blog51cto）

Zig 是一種比較新的編程語言，于 2016 年首次推出。Zig 社區(qū)將其描述為“一種用于維護(hù)穩(wěn)固的、可優(yōu)化和可重用軟件的通用編程語言”。

看似一句簡單的描述，卻隱藏著遠(yuǎn)大的抱負(fù)。Zig被看作是可與C語言一較高下的編程語言。此外，Zig 也是一個編譯器工具鏈，可以作為現(xiàn)有 C 編譯器的替代品。

作為一個使用 Go 的程序員，我發(fā)現(xiàn) Zig 及其工具鏈提出的主張很有意思。我在研究 Zig 時，發(fā)現(xiàn)這兩種語言（Zig 和 Go）有一些共同之處。接下來，我將詳細(xì)介紹作為 Go 程序員，我覺得 Zig 有趣的功能。

1、簡單

這兩種語言都采用了簡單的設(shè)計理念，執(zhí)行過程很順暢，大大提高了工作效率。Zig 不支持宏、預(yù)處理器或運算符重載。

Go 是一種托管內(nèi)存語言，并且運行時有特別的方法來處理內(nèi)存的分配 / 釋放。但 Zig 始終恪守“無隱藏控制流”的口號，沒有自動內(nèi)存管理，而是提供 API，讓程序員通過其標(biāo)準(zhǔn)庫手動管理內(nèi)存。

2、強類型

作為一種為系統(tǒng)編程而設(shè)計的語言，Zig圍繞其類型系統(tǒng)提供了大量以安全性和C ABI兼容性為中心的特性。雖然我無法充分介紹所有內(nèi)容，但可以提出一些你可能會感興趣的亮點:

• 有符號/無符號整數(shù)（預(yù)設(shè)大小從 8 位到 128 位）
• 任意大小的有符號/無符號整數(shù)（即i77 位 int）
• 浮點（從 16 位精度到 128 位精度）
• 切片和數(shù)組（即 []u8{ ‘h’, ‘i’, ‘!’}或[4]i32{ 1, 2, 3, 4 })
• UTF-8 編碼的字符串文字，存儲為以 null 結(jié)尾的字節(jié)數(shù)組
• 具有 C ABI 兼容性的功能豐富的結(jié)構(gòu)類型
• 具有隱式/顯式序數(shù)值的枚舉和對方法的支持
• 用于存儲多種類型選擇的值的聯(lián)合
• 支持使用向量的并行運算
• 傳統(tǒng)指針和帶有切片表達(dá)式的多項指針

3、處理錯誤

Zig 中的錯誤處理效果非常好。它是 try-catch-exception 語義和 Go 錯誤值之間的交叉。那么它是如何運行的？

首先，所有 Zig 錯誤都是必須分配和處理的值（否則將導(dǎo)致編譯時錯誤）。Zig 錯誤使用error這個關(guān)鍵字聲明為一組值：

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使用二進(jìn)制運算符 !，可以將Zig錯誤值與正常類型的值組合起來，形成可由函數(shù)返回的 Union 類型。

例如，下面的函數(shù)可以返回類型為 error 或 u32 的值，返回類型為 !u32(或顯示為DigitError!u32):

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此外，Zig 用一個非常有意思的結(jié)構(gòu)來處理錯誤。與其他語言中的異常處理類似，Zig 使用 catch 關(guān)鍵字將錯誤處理代碼塊附加到函數(shù)調(diào)用中，如果返回錯誤值，則該函數(shù)調(diào)用將被執(zhí)行，如下所示：

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Zig 還支持使用關(guān)鍵字 try 在調(diào)用堆棧中傳播錯誤的機制。例如，addAll 的功能是如果返回或繼續(xù)執(zhí)行其他操作，下面的函數(shù)將返回錯誤。

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最后，Zig 可以使用 if-else-switch 來更精確地過濾和處理錯誤結(jié)果：

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4、Zig測試

在 Zig 中，源代碼測試是一流的組成部分，在該語言中擁有自己的test關(guān)鍵字。測試的聲明方式與頂級函數(shù)類似，使用 test 關(guān)鍵字，后跟描述和代碼塊：

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與go test一樣，工具鏈附帶了zig test命令，用于在源代碼中執(zhí)行測試:

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5、Zig運行

與 go run 類似，Zig 提供了一個更便捷的 zig run 命令，結(jié)合了編譯和運行 Zig 源代碼的步驟：

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6、延遲

與Go類似，Zig使用 defer 來簡化資源管理，以便在當(dāng)前執(zhí)行的范圍塊結(jié)束時執(zhí)行清理操作，例如釋放資源。

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7、Comptime

comptime是該語言中另一個有趣的概念，在大多數(shù)其他語言中都沒有。Zig 沒有單獨的元語言或宏系統(tǒng)。但Zig 提供了一種巧妙的解決方案，使用comptime（或編譯時）的概念將其源代碼的可編程性擴展到編譯階段。

通過comptime，Zig 可以在編譯時實現(xiàn)多種功能：

• 在編譯時解析的變量和表達(dá)式
• 基于編譯時值運行的函數(shù)
• comptime 編譯期間選擇性執(zhí)行的代碼塊
• 編譯時執(zhí)行的元編程

8、通用性

當(dāng)然，Zig 編譯時可編程性帶來結(jié)果是泛型類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)。在 Zig 中，comptime 提供對可作為常規(guī)數(shù)據(jù)值存儲和傳遞的類型值的訪問。

這使得創(chuàng)建采用類型參數(shù)的函數(shù)成為可能，如下所示：

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由于 comptime 類型值被視為任何類型，因此 Zig 允許使用它們構(gòu)建通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，MakeList 使用 comptime 類型信息返回在編譯時構(gòu)建的結(jié)構(gòu)：

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9、Zig可作為C（交叉）編譯器

Zig 工具鏈具有全功能 C 編譯器，這意味著你可以使用 Zig 來替代當(dāng)前的 C 編譯器工具鏈。給出以下 hello.c 源代碼文件：

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Zig 可以使用以下命令將源代碼編譯為可執(zhí)行二進(jìn)制文件：

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10、Zig 和 C 交叉編譯

Zig 可以輕松交叉編譯代碼（無論是 C 還是 Zig），并且匯集了所有必要的工具和庫，以確保你可以針對其支持的任何架構(gòu)。

例如，Zig 可以將之前的 C 源代碼交叉編譯為針對 linux 的靜態(tài)二進(jìn)制文件（使用 musl）：

11、Zig 和 CGo 交叉編譯

事實證明，Zig 的C交叉編譯支持對于交叉編譯支持Go的Go源代碼非常有用。例如，在 add.c 中添加以下 C 函數(shù)：

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我們用Go來調(diào)用它：

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假設(shè)在 MacOS 構(gòu)建代碼，我們可以通過命令 zig cc 來使用 Zig 的 C 編譯器，將 C 代碼交叉編譯為鏈接到 Go 對象文件的目標(biāo)文件，從而為在 x86 架構(gòu)上運行的 Linux 構(gòu)建靜態(tài)二進(jìn)制文件：

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要實現(xiàn)此功能，你只需在工作站上安裝 Zig 工具鏈，無需其他輔助工具。

雖然這看起來沒什么大不了的，但請記住，交叉編譯支持 CGo 的靜態(tài)二進(jìn)制文件會更復(fù)雜（在不使用 Zig 的情況下）。通常需要幾個步驟來準(zhǔn)備構(gòu)建環(huán)境，其中包含交叉編譯目標(biāo)平臺所需的軟件包(請參閱此處)。

結(jié)論

Zig 夠簡單、夠強大、夠安全又兼?zhèn)?C 兼容性，備受開發(fā)人員青睞 。無論你是在為新項目尋找語言，還是只是想擴展編程能力，Zig 都是值得探索的很棒的選擇。

參考鏈接：

https://medium.com/@vladimirvivien/things-i-like-about-zig-as-a-go-programmer-75eb02aab00f