第一个Zig程序 #

一、Hello World #

1.1 编写代码 #

创建文件 hello.zig：

zig

const std = @import("std");

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

1.2 代码解析 #

让我们逐行分析这个程序：

zig

const std = @import("std");

@import("std")：导入 Zig 标准库
const std：将标准库绑定到常量 std

zig

pub fn main() void {

pub：公开函数，可被外部调用
fn：函数关键字
main：程序入口函数名
()：无参数
void：无返回值

zig

    std.debug.print("Hello, World!\n", .{});

std.debug.print：标准库的打印函数
"Hello, World!\n"：要打印的字符串
.{}：格式化参数（空元组，表示无额外参数）

1.3 运行程序 #

直接运行：

bash

zig run hello.zig

输出：

text

Hello, World!

编译后运行：

bash

zig build-exe hello.zig
./hello

二、程序结构详解 #

2.1 导入语句 #

Zig 使用 @import 内置函数导入模块：

zig

const std = @import("std");
const http = @import("std").http;
const math = @import("std").math;

2.2 main 函数 #

main 函数是程序的入口点，有两种形式：

无返回值：

zig

pub fn main() void {
    // 程序代码
}

返回错误：

zig

pub fn main() !void {
    // 可能失败的代码
    try someFunction();
}

使用分配器：

zig

pub fn main() !void {
    var gpa = std.heap.GeneralPurposeAllocator(.{}){};
    defer _ = gpa.deinit();
    const allocator = gpa.allocator();
    
    // 使用 allocator
}

2.3 注释 #

Zig 支持三种注释：

zig

// 单行注释

/// 文档注释（用于函数、类型等）

//! 顶层文档注释（用于文件级别）

示例：

zig

/// 计算两个数的和
fn add(a: i32, b: i32) i32 {
    return a + b;
}

//! 这是一个示例模块
//! 用于演示 Zig 的基本语法

三、格式化输出 #

3.1 基本格式化 #

zig

const std = @import("std");

pub fn main() void {
    const name = "Zig";
    const version = 0.13;
    const year = 2024;

    std.debug.print("Language: {s}\n", .{name});
    std.debug.print("Version: {d}\n", .{version});
    std.debug.print("Year: {}\n", .{year});
}

3.2 格式化占位符 #

占位符	说明	示例
`{}`	默认格式	`print("{}", .{42})`
`{d}`	十进制整数	`print("{d}", .{42})`
`{x}`	十六进制	`print("{x}", .{255})`
`{s}`	字符串	`print("{s}", .{"hello"})`
`{c}`	字符	`print("{c}", .{'A'})`
`{e}`	科学计数法	`print("{e}", .{3.14})`
`{b}`	二进制	`print("{b}", .{10})`
`{o}`	八进制	`print("{o}", .{8})`

3.3 宽度和精度 #

zig

const std = @import("std");

pub fn main() void {
    const pi = 3.14159265;
    
    // 宽度
    std.debug.print("{d:10}\n", .{42});
    
    // 精度
    std.debug.print("{d:.2}\n", .{pi});
    
    // 宽度和精度
    std.debug.print("{d:10.2}\n", .{pi});
}

3.4 位置参数 #

zig

const std = @import("std");

pub fn main() void {
    std.debug.print("{0} + {1} = {2}\n", .{ 1, 2, 3 });
    std.debug.print("{1} - {0} = {2}\n", .{ 1, 2, 1 });
}

四、命令行参数 #

4.1 获取参数 #

zig

const std = @import("std");

pub fn main() void {
    const args = std.process.argsAlloc(std.heap.page_allocator) catch return;
    defer std.process.argsFree(std.heap.page_allocator, args);

    std.debug.print("Program: {s}\n", .{args[0]});
    
    for (args[1..], 0..) |arg, i| {
        std.debug.print("Arg {}: {s}\n", .{ i, arg });
    }
}

4.2 环境变量 #

zig

const std = @import("std");

pub fn main() !void {
    const home = std.process.getEnvVarOwned(std.heap.page_allocator, "HOME") catch |err| {
        std.debug.print("Error: {}\n", .{err});
        return;
    };
    defer std.heap.page_allocator.free(home);
    
    std.debug.print("HOME: {s}\n", .{home});
}

五、编译选项 #

5.1 优化级别 #

bash

# 调试模式（默认）
zig build-exe hello.zig

# 发布优化
zig build-exe hello.zig -O ReleaseFast
zig build-exe hello.zig -O ReleaseSafe
zig build-exe hello.zig -O ReleaseSmall

模式	说明
Debug	默认，包含调试信息
ReleaseFast	最大优化，不检查安全
ReleaseSafe	优化并保留安全检查
ReleaseSmall	优化二进制大小

5.2 指定输出 #

bash

zig build-exe hello.zig -o myapp

5.3 链接系统库 #

bash

zig build-exe hello.zig -lc

六、多文件项目 #

6.1 项目结构 #

text

myapp/
├── build.zig
└── src/
    ├── main.zig
    └── utils.zig

6.2 utils.zig #

zig

pub fn greet(name: []const u8) void {
    std.debug.print("Hello, {s}!\n", .{name});
}

const std = @import("std");

6.3 main.zig #

zig

const std = @import("std");
const utils = @import("utils.zig");

pub fn main() void {
    utils.greet("Zig");
}

6.4 编译运行 #

bash

cd src
zig run main.zig

七、使用构建系统 #

7.1 初始化项目 #

bash

mkdir myapp
cd myapp
zig init

生成的文件结构：

text

myapp/
├── build.zig      # 构建脚本
├── build.zig.zon  # 项目配置
└── src/
    └── main.zig   # 主程序

7.2 build.zig #

zig

const std = @import("std");

pub fn build(b: *std.Build) void {
    const target = b.standardTargetOptions(.{});
    const optimize = b.standardOptimizeOption(.{});

    const exe = b.addExecutable(.{
        .name = "myapp",
        .root_source_file = b.path("src/main.zig"),
        .target = target,
        .optimize = optimize,
    });

    b.installArtifact(exe);

    const run_cmd = b.addRunArtifact(exe);
    if (b.args) |args| {
        run_cmd.addArgs(args);
    }

    const run_step = b.step("run", "Run the application");
    run_step.dependOn(&run_cmd.step);
}

7.3 构建命令 #

bash

# 构建
zig build

# 运行
zig build run

# 安装
zig build install

# 清理
zig build clean

八、错误处理入门 #

8.1 错误联合类型 #

zig

const std = @import("std");

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

pub fn main() void {
    const result = divide(10, 2) catch |err| {
        std.debug.print("Error: {}\n", .{err});
        return;
    };
    std.debug.print("Result: {}\n", .{result});
}

8.2 try 关键字 #

zig

const std = @import("std");

fn readFile(path: []const u8) ![]u8 {
    _ = path;
    return error.NotImplemented;
}

pub fn main() !void {
    const content = try readFile("test.txt");
    defer std.heap.page_allocator.free(content);
    std.debug.print("{s}\n", .{content});
}

九、实战练习 #

9.1 练习1：打印个人信息 #

创建一个程序，打印你的姓名、年龄和爱好：

zig

const std = @import("std");

pub fn main() void {
    const name = "张三";
    const age = 25;
    const hobbies = [_][]const u8{ "编程", "阅读", "运动" };

    std.debug.print("姓名: {s}\n", .{name});
    std.debug.print("年龄: {}\n", .{age});
    std.debug.print("爱好: ", .{});
    for (hobbies) |hobby| {
        std.debug.print("{s} ", .{hobby});
    }
    std.debug.print("\n", .{});
}

9.2 练习2：计算器 #

创建一个简单的计算器：

zig

const std = @import("std");

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

fn subtract(a: i32, b: i32) i32 {
    return a - b;
}

fn multiply(a: i32, b: i32) i32 {
    return a * b;
}

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

pub fn main() void {
    const a: i32 = 10;
    const b: i32 = 3;

    std.debug.print("{} + {} = {}\n", .{ a, b, add(a, b) });
    std.debug.print("{} - {} = {}\n", .{ a, b, subtract(a, b) });
    std.debug.print("{} * {} = {}\n", .{ a, b, multiply(a, b) });
    
    const result = divide(a, b) catch |err| {
        std.debug.print("除法错误: {}\n", .{err});
        return;
    };
    std.debug.print("{} / {} = {}\n", .{ a, b, result });
}

十、总结 #

第一个 Zig 程序的关键点：

概念	说明
@import	导入模块
main函数	程序入口
std.debug.print	格式化输出
zig run	直接运行
zig build-exe	编译可执行文件

下一步，让我们深入学习 Zig 的基础语法！