Zig 是一种现代、低级、高效的系统编程语言，设计目标是安全性、可读性和可预测的性能。它旨在成为 C 的替代品，同时提供更好的工具支持、更强的类型安全性，并去除 C 的历史遗留问题。

目录

  1. 基本概念
  2. 数据类型与变量
  3. 控制流
  4. 函数
  5. 数组与指针
  6. 结构体与联合体
  7. 错误处理
  8. 内存管理
  9. 并发
  10. Zig 交互 C 代码
  11. Zig 编译与运行
  12. 参考资料

1. 基本概念

Zig 语言特点

  • 无隐藏控制流：避免了 C++ 的 RAII（资源获取即初始化）和异常处理等隐式行为。
  • 无垃圾回收（GC）：程序员手动管理内存，提高性能和可预测性。
  • 直接与 C 交互：可无缝调用 C 代码和库。
  • 强类型检查：可避免 C 语言中常见的未定义行为（UB）。
  • 编译时计算：使用 comptime 关键字实现强大的编译时优化。

Hello World

const std = @import("std");

pub fn main() void {
    std.debug.print("Hello, Zig!\n", .{});
}

2. 数据类型与变量

基本数据类型

const a: i32 = 42;  // 32位有符号整数
const b: u64 = 100; // 64位无符号整数
const pi: f64 = 3.14159; // 64位浮点数
const flag: bool = true; // 布尔值
const letter: u8 = 'A'; // 字符

变量与常量

var x: i32 = 10; // 变量
x = 20;

const y: i32 = 30; // 常量
// y = 40;  // 错误！常量不可变

3. 控制流

条件语句

if (x > 10) {
    std.debug.print("x is greater than 10\n", .{});
} else {
    std.debug.print("x is 10 or less\n", .{});
}

循环

while

var i: i32 = 0;
while (i < 5) : (i += 1) {
    std.debug.print("i: {}\n", .{i});
}

for

const arr = [_]i32{1, 2, 3, 4, 5};
for (arr) |item| {
    std.debug.print("Item: {}\n", .{item});
}

4. 函数

定义函数

fn add(a: i32, b: i32) i32 {
    return a + b;
}

pub fn main() void {
    const result = add(5, 10);
    std.debug.print("Sum: {}\n", .{result});
}

5. 数组与指针

数组

const arr = [_]i32{1, 2, 3, 4, 5};

指针

const a: i32 = 42;
const ptr: *const i32 = &a;

6. 结构体与联合体

结构体

const Person = struct {
    name: []const u8,
    age: u8,
};

const john = Person{ .name = "John", .age = 25 };

联合体

const Value = union(enum) {
    int: i32,
    float: f32,
};

const v = Value{ .int = 42 };

7. 错误处理

fn divide(a: i32, b: i32) !i32 {
    if (b == 0) return error.DivisionByZero;
    return a / b;
}

pub fn main() void {
    const result = divide(10, 0) catch |err| {
        std.debug.print("Error: {}\n", .{err});
        return;
    };
    std.debug.print("Result: {}\n", .{result});
}

8. 内存管理

const allocator = std.heap.page_allocator;
const buffer = try allocator.alloc(u8, 100);
defer allocator.free(buffer);

9. 并发

const std = @import("std");

pub fn main() void {
    var thread = try std.Thread.spawn(.{}, worker, .{});
    thread.join();
}

fn worker() void {
    std.debug.print("Running in a thread!\n", .{});
}

10. Zig 交互 C 代码

extern fn printf(format: [*:0]const u8, ...) c_int;

pub fn main() void {
    _ = printf("Hello from Zig!\n");
}

11. Zig 编译与运行

zig build-exe main.zig
./main

12. 参考资料

Zig 是一门高效、安全的系统编程语言，适用于嵌入式开发、游戏开发和高性能计算！ 🚀