Zig Programlama Dili

Zig programlama dilini öğrenmek, araştırmak için açılmış repodur.

Platform

Örnek çalışmaları Windows 11 platformunda, Visual Studio Code IDE üzerinden yapıyorum.

Kurulum

İlk seferde Zig Download adresinden Windows x86_64 zip platformu için olan zip dosyasını indirdim ve sisteme açtım. Sonrasında ortam değişkenlerinden (Environment Variables) path'e zig.exe'nin olduğu klasör yolunu ekledim. Ancak bu bana çok fazla sorun çıkarttı. Son sürüm olduğu için kütüphane değişikliklerine dair güncel kaynaklar, yazılar bulmak zor. Stabil bir sürüm üzerinden çalışmak için global paket yöneticilerinden yüklemek daha doğru olabilir. Bu yüzden chocolate ile ilgili paketi tekrardan yükledim.

choco install zig
zig version

Repoyu düzenlediğim tarih itibariyle manuel yüklemedeki development versiyonı 0.16.0-dev.1364+f0a3df98d Ancak backward compatibility çok iyi değil gibi. O yüzden stabil sürüme geçtim. Şu anda 0.14.0 sürümü üzerinde çalışıyorum.

Nasıl Çalıştırabiliriz?

Dilin genel özelliklerini anlamak için hiç zig uzantılı dosyalar hazırlayıp gerekli kodlamaları yaptıktan sonra aşağıdaki gibi çalıştırabiliriz.

# Doğrudan derleyip çalıştırmak için
zig run hello_world.zig

# Üzerinde çalıştığımız platfora göre derleyip executable oluşturmak için
zig build-exe hello_world.zig

# testleri koşturmak için
zig test tests.zig

Dille İlgili Bazı Notlar

• Genelde C dilinin modern bir alternatifi olarak tanımlanıyor. C türevli söz dizimine de sahip.
• Strongly Typed sistemini kullanan derlemeli bir dil.
• Herhangi bir Garbage Collector mekanizması içermiyor.
• Zig ile oluşturlan projeleri derlemek için ayrı bir tool set'e ihtiyaç yok zira derleyici dil sistemi içerisinde inşa edilmiş. Söz gelimi C,C++ gibi dillerde gcc, clang gibi derleyicilere ihtiyaç duyulurken Zig'de buna gerek yok. Bu nedenle zig init ile başlatılan projelerde zig ile yazılmış ve build, run, test gibi işlemleri yapan bir build.zig dosyası bulunuyor.
• Resmi dokümantasyona göre biraz da kafa karıştırıcı olabilen makrolar yok.
• Generic tip sistemini de destekliyor.
• Meta programlama kabiliyetleri var.
• Rust dili ile de büyük benzerlikler var ve hatta daha güzel bir syntax ile benzer işleri yaptığı iddia ediliyor. Söz gelimi fonksiyon dönüşlerini belirtirken Rust dilinde kullanılan -> burada yok. (Rust ile çalışmış kişilerin de kolayca adapte olabileceğini düşünüyorum)
• @ ifadesi ile başlayan fonksiyonlar built-in fonksiyonlar ve bunlar standart kütüphanenin aksine doğrudan derleyici tarafından sağlanıyorlar.
• Dosya bazlı modül yapısı kullanılıyor. Bu modülleri kullanmak için path bilgisi ile import edilmesi yeterli.
• Rust'tan aşina olduğumuz pub keyword burada da var. Dolayısıyla bir enstrümanı genel kullanıma açmak için pub keyword kullanılıyor diyebiliriz.
• Yorum satırları // ile yazılıyor ve birçok dilin aksine multi-line comments bulunmuyor. Yani /* */ şeklinde bir kullanım yok. Rust dilindekine benzer şekilde //! ve /// ile kod dokümantasyonu sağlanabiliyor.
• Executable'ların mutlaka bir main fonksiyonu içermesi gerekiyor.
• Rust dilindekine benzer primitive tipler söz konusu. u8, i8, u16, i16, u32, i32, u64, i64, f32 ve f64 gibi. Ancak bunların haricinde u47, i47, f16, f80 ve f128 gibi farklı sayısal türler de mevcut. Aslında u47 ve i47 hemen dikkat çekiyor hatta enum türlerinde u2,u5 gibi tag type'lar söz konusu. Bunu keyfi bit uzunlukları (abitrary bit-width) ile tanımlanan türler olarak düşünebiliriz. Burada da Rust dilinde olduğu gibi usize türü var.
• Ama String diye bir tür yok. String aslında u8 türünden bir dizi veya slice olarak ele alınıyor. Örneğin fullName isimli bir metinsel bir struct alanı, fullName : []const u8 şeklinde tanımlanıyor.
• Fonksiyon parametreleri constant olarak geçiyor. Dolayısıyla metot içerisinde parametre değerleri değiştirilemiyor (İspat aranacak)
• Fonksiyonların aşırı yüklenmesi (Function Overloading) gibi bir durum söz konusu değil.
• Farklı bir modül yazmak oldukça basit. Yeni bir dosya oluşturup içerisine fonksiyon, sabit, yapı vs. tanımlayıp başka bir dosyada @import("dosya_adı.zig") ile kullanmak yeterli.
• Error Union Type kavramı var. Buna göre bir fonksiyonun dönüş tipi olarak normal tipin yanı sıra hata tipleri de belirtilebiliyor. ! operatörü ile belirtiliyor.
• Error Set Type olarak ifade edilen bir enstrüman var. Buna göre bir hata kümesi tanımlanabiliyor ve fonksiyonlardan bu türden hatalar döndürülebiliyor.
• try, catch diğer dillerden aşina olduğumu try...catch blokları gibi bir mekanizma sunmuyor. Hata fırlatabilecek bir fonksiyon çağrısında try keyword kullanılıyor. Eğer hata fırlatılırsa çağıran yere de hata iletiliyor. catch anahtar kelimesi ise hatayı yakalamak ve hatta alternatif değer döndürmek için kullanılıyor.
• enum türlerinde integer tag type diye değişik bir kavram var. Bir enum tanımlanırken değerlerin u2, u5 gibi türlerde olabileceğini söylediğimizde sayısal değerlere sınır geliyor. u2 için 0-3, u5 için 0-31 aralığında değerler atanabiliyor. Aralık dışı değer atamalarında derleme hatası alınıyor.
• slice türü genelde go dilindeki ile bir açıdan karıştırılabilir. Zig'deki slice, sadece pointer ve uzunluk (length) bilgisinden oluşuyor. Go dilindeki kapasite (capacity) bilgisi burada yok.
• Ayrıca bir dizinin belli elemanlarını keserek slice gibi oluşturduğumuz yerde kafa karışıklığım var. Kafa karışıklığının sebebi, elemanları belli bir diziden bir parçayı yeni bir değişkene aldığımızda yeni oluşan değişkenin bir slice değil de yeni bir dizi olarak ele alınması. Zira bu yeni dizi slice gibi görünse de aslında derleme zamanında içeriği bilinen bir diziden oluştuğu için değerleri ve uzunluğu sabit. Dolayısıyla bu yeni değişkenin uzunluğu sabit olduğu için slice değil de dizi olarak ele alınıyor. Yani []const u8 değil de [5]const u8 gibi bir tür oluyor.
• Dilde optionals olarak geçen bir aktör var. Sıradan bir değişkenin null değer taşıyabilir hale gelmesini mümkün kılıyor ancak bunun ekstra bir maliyeti yok zira null, 0 değerli bir pointer olarak yorumlanıyor. optionals ile null olma hallerine uygun iş kurallarını inşa etmek mümkün. orelse ile default bir değere yönlendirme veya orelse unreachable ile panik(runtime panic) oluşturma gibi ek durumlar da söz konusu.
• comptime, derleme zamanında mutlaka bilinmesi gereken türler için kullanılan bir kavram olarak düşünülebilir. Sıfır boyutludur ve çalışma zamanında kullanılamazlar. comptime_int, comptime_float gibi varyasyonları vardır. generic türde fonksiyonlar yazılırken, metadata programlama yaparken ama sanırım en önemlisi kodu derleme zamanında optimize etmek için kullanılırlar. Kritik nokta comptime olarak tanımlanmış bir değişkenin alacağı değerin derleme zamanında bilinmesi zorunluluğudue. Dolayısıyla çalışma zamanında kullanıcıdan alınan bir veri, comptime olarak tanımlanmış bir değişkenle ilişkilendirilemez, derleme zamanı hatası oluşur.
• comptime keyword ile işartlemmiş değişkenler, fonksiyon parametreleri ve expression'lar tanımlanabilir. Eğer bir değişken comptime olarak tanımlanmışsa, bu değişkenin sadece derleme zamanında yüklenip kullanılacağı belirtilmiş olur.
• block lar bir ifade (expression) olarak kullanılabilir ve değer döndürebilir. Bunun için bloğun isimlendirilmiş olması (labeling) gerekir. Daha sonra bu bloğun içerisinde break ifadesi ile bloğun sonucu döndürülebilir.
• if bloklarında Conditional Binding yapılabilir. Yani değeri olan veya null olarak ifade edilen bir veriyi koşullu ifadeye alabilir, | operatörü ile if, else if bloklarında bu değere erişebiliriz.

Keşfettikçe diğer özellikler de eklenecek