作者 | Vladimir Vivien
編譯 | 如煙
Zig 是一種比較新的程式語言，於 2016 年首次推出。Zig 社區將其描述為「一種用於維護穩固的、可優化和可重用軟體的通用程式語言」。
看似一句簡單的描述，卻隱藏著遠大的抱負。Zig被看作是可與C語言一較高下的程式語言。此外，Zig 也是一個編譯器工具鏈，可以作為現有 C 編譯器的替代品。
作為一個使用 Go 的程式設計師，我發現 Zig 及其工具鏈提出的主張很有意思。我在研究 Zig 時，發現這兩種語言（Zig 和 Go）有一些共同之處。接下來，我將詳細介紹作為 Go 程式設計師，我覺得 Zig 有趣的功能。
1、簡單
這兩種語言都採用了簡單的設計理念，執行過程很順暢，大大提高了工作效率。Zig 不支持宏、預處理器或運算符重載。
Go 是一種託管內存語言，並且運行時有特別的方法來處理內存的分配 / 釋放。但 Zig 始終恪守「無隱藏控制流」的口號，沒有自動內存管理，而是提供 API，讓程式設計師通過其標準庫手動管理內存。
2、強類型
作為一種為系統編程而設計的語言，Zig圍繞其類型系統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（預設大小從 8 位到 128 位）
- 任意大小的有符號/無符號整數（即i77 位 int）
- 浮點（從 16 位精度到 128 位精度）
- 切片和數組（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 結尾的位元組數組
- 具有 C ABI 兼容性的功能豐富的結構類型
- 具有隱式/顯式序數值的枚舉和對方法的支持
- 用於存儲多種類型選擇的值的聯合
- 支持使用向量的並行運算
- 傳統指針和帶有切片表達式的多項指針
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。那麼它是如何運行的？
首先，所有 Zig 錯誤都是必須分配和處理的值（否則將導致編譯時錯誤）。Zig 錯誤使用error這個關鍵字聲明為一組值：
使用二進位運算符 !，可以將Zig錯誤值與正常類型的值組合起來，形成可由函數返回的 Union 類型。
例如，下面的函數可以返回類型為 error 或 u32 的值，返回類型為 !u32(或顯示為DigitError!u32):
此外，Zig 用一個非常有意思的結構來處理錯誤。與其他語言中的異常處理類似，Zig 使用 catch 關鍵字將錯誤處理代碼塊附加到函數調用中，如果返回錯誤值，則該函數調用將被執行，如下所示：
Zig 還支持使用關鍵字 try 在調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執行其他操作，下面的函數將返回錯誤。
最後，Zig 可以使用 if-else-switch 來更精確地過濾和處理錯誤結果：
4、Zig測試
在 Zig 中，原始碼測試是一流的組成部分，在該語言中擁有自己的test關鍵字。測試的聲明方式與頂級函數類似，使用 test 關鍵字，後跟描述和代碼塊：
與go test一樣，工具鏈附帶了zig test命令，用於在原始碼中執行測試:
5、Zig運行
與 go run 類似，Zig 提供了一個更便捷的 zig run 命令，結合了編譯和運行 Zig 原始碼的步驟：
6、延遲
與Go類似，Zig使用 defer 來簡化資源管理，以便在當前執行的範圍塊結束時執行清理操作，例如釋放資源。
7、Comptime
comptime是該語言中另一個有趣的概念，在大多數其他語言中都沒有。Zig 沒有單獨的元語言或宏系統。但Zig 提供了一種巧妙的解決方案，使用comptime（或編譯時）的概念將其原始碼的可編程性擴展到編譯階段。
通過comptime，Zig 可以在編譯時實現多種功能：
- 在編譯時解析的變量和表達式
- 基於編譯時值運行的函數
- comptime 編譯期間選擇性執行的代碼塊
- 編譯時執行的元編程
8、通用性
當然，Zig 編譯時可編程性帶來結果是泛型類型和數據結構的實現。在 Zig 中，comptime 提供對可作為常規數據值存儲和傳遞的類型值的訪問。
這使得創建採用類型參數的函數成為可能，如下所示：
由於 comptime 類型值被視為任何類型，因此 Zig 允許使用它們構建通用數據結構。例如，MakeList 使用 comptime 類型信息返回在編譯時構建的結構：
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 來替代當前的 C 編譯器工具鏈。給出以下 hello.c 原始碼文件：
Zig 可以使用以下命令將原始碼編譯為可執行二進位文件：
10、Zig 和 C 交叉編譯
Zig 可以輕鬆交叉編譯代碼（無論是 C 還是 Zig），並且彙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。
例如，Zig 可以將之前的 C 原始碼交叉編譯為針對 linux 的靜態二進位文件（使用 musl）：
11、Zig 和 CGo 交叉編譯
事實證明，Zig 的C交叉編譯支持對於交叉編譯支持Go的Go原始碼非常有用。例如，在 add.c 中添加以下 C 函數：
我們用Go來調用它：
假設在 MacOS 構建代碼，我們可以通過命令 zig cc 來使用 Zig 的 C 編譯器，將 C 代碼交叉編譯為連結到 Go 對象文件的目標文件，從而為在 x86 架構上運行的 Linux 構建靜態二進位文件：
要實現此功能，你只需在工作站上安裝 Zig 工具鏈，無需其他輔助工具。
雖然這看起來沒什麼大不了的，但請記住，交叉編譯支持 CGo 的靜態二進位文件會更複雜（在不使用 Zig 的情況下）。通常需要幾個步驟來準備構建環境，其中包含交叉編譯目標平台所需的軟體包(請參閱此處)。
結論
Zig 夠簡單、夠強大、夠安全又兼備 C 兼容性，備受開發人員青睞 。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。