### История и философия Zig

#### История Zig

Zig — это сравнительно новый язык программирования, который впервые был представлен в 2016 году Эндрю Келли (Andrew Kelley). Эндрю, работающий на тот момент как разработчик программного обеспечения, стремился создать язык, который бы сочетал производительность и контроль над низкоуровневыми аспектами, характерные для C, с современными языковыми особенностями и безопасностью.

Основные вехи в истории Zig:
- **2015-2016**: Идея создания Zig и начальные этапы разработки. Эндрю Келли начал работу над языком как личным проектом, стремясь решить проблемы, с которыми он сталкивался при разработке на других языках.
- **2017**: Первый релиз Zig. Эндрю Келли опубликовал исходный код на GitHub, и язык стал доступен для сообщества разработчиков. Основные цели включали улучшение надежности и производительности программного обеспечения.
- **2018-2019**: Развитие языка и сообщество. Zig начал набирать популярность среди разработчиков, интересующихся системным программированием и высокопроизводительными вычислениями. Были добавлены новые возможности и улучшена документация.
- **2020 и далее**: Постепенное улучшение и рост. Вышли новые версии языка, улучшены инструменты разработки и добавлена поддержка кросс-компиляции. Сообщество продолжает расти, и все больше разработчиков начинают использовать Zig в своих проектах.

#### Философия Zig

Философия Zig основывается на нескольких ключевых принципах, которые отличают его от других языков программирования:

1. **Простота и прозрачность**:
   - Zig стремится к простоте и минимализму. В языке отсутствуют сложные абстракции и скрытые механизмы. Разработчик должен явно указывать все действия и быть полностью ответственным за управление ресурсами.
   - Прозрачность в Zig означает, что код должен быть легко читаемым и предсказуемым. Нет скрытых автоматизаций или неявных преобразований.

2. **Производительность и контроль**:
   - Zig предоставляет низкоуровневый контроль над аппаратурой, что позволяет создавать высокопроизводительные приложения. Управление памятью и ресурсами полностью находится в руках разработчика.
   - Отсутствие сборщика мусора позволяет избежать накладных расходов на управление памятью и улучшить производительность.

3. **Безопасность и надежность**:
   - Zig уделяет большое внимание безопасности и надежности кода. Строгая система типов и проверки на этапе компиляции помогают избежать многих ошибок на этапе разработки.
   - В Zig отсутствуют исключения, что делает обработку ошибок более предсказуемой и явной. Вместо исключений используются возвращаемые значения для индикации ошибок.

4. **Кросс-компиляция и переносимость**:
   - Zig поддерживает кросс-компиляцию из коробки, что делает его удобным для разработки приложений, работающих на различных платформах.
   - Инструменты Zig позволяют легко настраивать сборку и компиляцию для различных архитектур и операционных систем.

5. **Интеграция с существующим кодом**:
   - Zig может быть использован как замена для компилятора C, что позволяет компилировать существующий код на C и интегрировать его с кодом на Zig.
   - Поддержка FFI (Foreign Function Interface) позволяет легко взаимодействовать с кодом на других языках, таких как C и C++.

6. **Сообщество и открытость**:
   - Zig развивается открытым сообществом разработчиков. Исходный код и инструменты доступны на GitHub, что позволяет каждому вносить свой вклад в развитие языка.
   - Активное сообщество способствует быстрому развитию и улучшению языка, предоставляя поддержку и ресурсы для новых пользователей.

#### Заключение

История Zig — это история стремления создать язык, который сочетает производительность, безопасность и простоту. Философия Zig отражает эти цели, предоставляя разработчикам мощный инструмент для создания высокопроизводительных и надежных приложений. Zig продолжает развиваться и набирать популярность, предлагая уникальные возможности для системного программирования и работы с низкоуровневыми аспектами.


### Основные особенности языка Zig

Zig — это современный системный язык программирования, разработанный для обеспечения высокой производительности, безопасности и предсказуемости. Он предлагает ряд уникальных особенностей, которые делают его привлекательным для разработчиков, особенно в областях, требующих низкоуровневого контроля и эффективности. Рассмотрим основные особенности языка Zig:

##### 1. Простота и Минимализм

- **Явный контроль над ресурсами**: Zig предоставляет разработчику полный контроль над управлением памятью и ресурсами, избегая скрытых автоматизаций и абстракций.
- **Минималистичный синтаксис**: Синтаксис Zig прост и предсказуем, что облегчает изучение и понимание языка. Нет сложных конструкций, как в некоторых других языках программирования.

##### 2. Управление Памятью

- **Отсутствие сборщика мусора**: В Zig нет сборщика мусора (garbage collector), что означает, что разработчики должны явно управлять выделением и освобождением памяти. Это позволяет избегать непредсказуемых задержек и улучшать производительность.
- **Безопасность указателей**: Zig включает встроенные механизмы для обеспечения безопасности при работе с указателями, такие как обязательная проверка на null.

##### 3. Обработка Ошибок

- **Ошибки как возвращаемые значения**: В Zig отсутствуют исключения (exceptions). Вместо этого, ошибки обрабатываются через возвращаемые значения, что делает обработку ошибок явной и предсказуемой.
- **Ключевое слово `try`**: Для упрощения обработки ошибок Zig предоставляет ключевое слово `try`, которое автоматически передает ошибки вверх по стеку вызовов.

##### 4. Система Типов

- **Строгая типизация**: Zig обладает строгой системой типов, которая помогает избежать многих ошибок на этапе компиляции. Типы проверяются и контролируются компилятором.
- **Пользовательские типы данных**: Разработчики могут определять свои собственные типы данных, используя структуры и объединения.

##### 5. Кросс-компиляция

- **Встроенная поддержка кросс-компиляции**: Zig изначально разработан с учетом кросс-компиляции. Это означает, что можно легко компилировать программы для различных платформ без необходимости в дополнительных настройках.
- **Инструменты компиляции**: Zig включает в себя мощные инструменты для сборки и компиляции проектов, такие как `zig build`, который упрощает процесс создания кросс-платформенных приложений.

##### 6. Высокая Производительность

- **Оптимизация на уровне компилятора**: Zig компилируется в машинный код с использованием оптимизаций, что позволяет создавать высокопроизводительные приложения.
- **Интеграция с C/C++**: Zig может использоваться для написания высокопроизводительных модулей и библиотек, которые могут интегрироваться с существующим кодом на C и C++.

##### 7. Современные Языковые Возможности

- **Метапрограммирование**: Zig поддерживает метапрограммирование, что позволяет писать код, который генерирует другой код на этапе компиляции.
- **Асинхронность и параллелизм**: Zig предоставляет механизмы для асинхронного программирования и управления параллельными задачами, такие как `async` и `await`.

##### 8. Надежность и Безопасность

- **Проверки на этапе компиляции**: Zig включает множество проверок на этапе компиляции, таких как проверка на неинициализированные переменные, что помогает обнаруживать ошибки до выполнения программы.
- **Контроль безопасности памяти**: Язык включает в себя механизмы для предотвращения переполнения буфера и других распространенных проблем безопасности.


#### Заключение

Зиг — это мощный язык программирования, который сочетает в себе простоту, производительность и контроль над низкоуровневыми аспектами разработки. Его особенности делают его подходящим для системного программирования, разработки высокопроизводительных приложений и кросс-компиляции. Простота синтаксиса и явный контроль над ресурсами помогают разработчикам писать предсказуемый и надежный код.


### Установка и настройка окружения

Установка и настройка Zig достаточно проста и включает в себя несколько шагов. В этой главе мы рассмотрим, как установить Zig на ОС Windows, настроить окружение для работы с этим языком программирования и создать проект с использованием Zig и Zigmod.

#### Шаг 1: Скачивание и установка Zig

##### Windows

1. **Скачивание Zig**:
   - Перейдите на [официальную страницу загрузок Zig](https://ziglang.org/download/).
   - Выбирайте походящий *.zip-архив, скачайте, разархивируйте в папку `C:\zig`.

2. **Настройка PATH**:
   - После добавить путь к исполняемому файлу Zig в системную переменную PATH.
   - Откройте Панель управления > Система и безопасность > Система > Дополнительные параметры системы.
   - Нажмите на кнопку "Переменные среды".
   - В разделе "Системные переменные" найдите переменную PATH и нажмите "Изменить".
   - Добавьте путь к папке, где установлен Zig (например, `C:\zig`).

4. **Проверка установки**:
   - Откройте командную строку (cmd) и выполните команду:
     ```sh
     zig version
     ```
   - Если установка прошла успешно, вы увидите номер версии Zig.


#### Шаг 2: Установка редактора кода

#### Установка [zls](https://github.com/zigtools/zls)
zls (Zig language server) - Языковой сервер для Zig, обеспечивающий поддержку IDE и редакторов. 
Необходим для работы IDE VS Code.

- Скачиваем исходный код и создаем испонимый файл `zls.exe`.
```
git clone https://github.com/zigtools/zls
cd zls
zig build -Doptimize=ReleaseSafe
```
- Перемещаем его в папку `C:\zig`, а также изменяем путь к нему в настройках IDE.

Для работы с Zig вы можете использовать любой текстовый редактор или IDE. Вот несколько рекомендаций:

- **Visual Studio Code**:
  - Установите Visual Studio Code с [официального сайта](https://code.visualstudio.com/).
  - Установите расширение Zig от автора "ziglang".

- **Vim/Neovim**:
  - Установите плагин Zig для Vim или Neovim. Например, с использованием менеджера плагинов vim-plug:
    ```vim
    Plug 'ziglang/zig.vim'
    ```

- **CLion**:
  - Установите CLion с [официального сайта](https://www.jetbrains.com/clion/).
  - Установите плагин Zig от автора "ziglang".

#### Шаг 3: Создание проекта исполлняемого (*.exe-проекта)


1. **Создание проекта**:
   - Создайте новую директорию для вашего проекта:
     ```sh
     mkdir my_zig_project
     cd my_zig_project
     ```

2. **Инициализация проекта**:
   - Инициализируйте проект с помощью команды Zig:
     ```sh
     zig init
     ```
   - Эта команда создаст структуру проекта с исходным кодом и файлом конфигурации сборки `build.zig`.

3. **Сборка и запуск проекта**:
   - Для сборки и запуска проекта выполните:
     ```sh
     zig build run
     All your codebase are belong to us.
     Run `zig build test` to run the tests.
     ```

- Для запуска тестов выполните:
     ```sh
     zig build test
     ```
   - Для сборки и создания исполняетмого файла с определенным именем:

  ```sh
     zig build-exe -femit-bin=pr02.exe src/main.zig
   ```

   - Компиляция с оптимизациями производительности:

```sh

zig build-exe -O ReleaseFast -femit-bin=pr02.exe src/main.zig 
```

- Компиляция с указанием целевой архитектуры:

```sh

zig build-exe -femit-bin=pr02-x86_64-linux -target x86_64-linux src/main.zig
```

- Компиляция библиотеки:
```sh
zig build-lib src/main.zig
```
- Компиляция статической библиотеки для Windows:

```sh
zig build-lib src/main.zig
```

- Компиляция объектного файла:

```sh

zig build-obj src/main.zig
```

- Запуск тестов. 

   - Запуск тестов в файле:
   ```sh
   zig test src/main.zig
   ```

   - Запуск тестов с фильтрацией по имени:
   ```sh
   zig test src/main.zig --test-filter "simple test"
   ```


   Команда `zig translate-c` используется для перевода C-кода в Zig-код.
   - Перевод C-файла в Zig:
   ```sh
   zig translate-c example.c
   ```

Теперь вы готовы начать разработку на Zig с использованием Zigmod! Вы установили и настроили Zig, 
выбрали редактор кода, создали первый проект и добавили зависимости с помощью Zigmod. 
В следующих главах мы рассмотрим основы языка и начнем писать код на Zig.